Bir Fizik Algoritması “ARABA”

Fizik hayatımızın her alanında karşılaşabileceğimiz, varlıksal olarak soyut ama işlevsel olarak somut bir kavramdır. Fizik kavramını gözünüzle göremez, onu hissedemezsiniz. Fakat fiziğin gerçek hayattaki işlev ve uygulamalarının Aristo’nun M.Ö 4.yüzyılda fizik alanında eser çıkarmasıyla süregeldiğine ve süregelmeye devam edeceğini gözünüzle rahatça görebilirsiniz. Fizik bir bütündür ve binlerce parçadan oluşur.Bu parçaların her biri fizik alanında oluşturulan algoritmalar sayesinde oluşur.Bu denemede inceleyeceğimiz konu  fizik algoritmalarından biri olan ‘’araba’’.

Araba,19.yüzyıldaki adıyla da otomobil  enerji olarak buharın kullanılmasıyla ortaya çıktı. Enerji kaynağı olarak buhar kullanılmadan önce ise hayvan gücüyle kullanılan birçok ulaşım araçları vardı. Peki nedir bu arabaların fizikle ilişkisi?

Öncelikle arabalarda kullanılan motor yağından başlayalım.Arabalarda kullanılan motor yağı gelişigüzel seçilemez.Motor yağı seçiminde önemli olan şey  motor yağı viskozitesi ve yağın kalınlığının ölçüsüdür.Viskozite sıvının akışkanlığa karşı gösterdiği dirence verilen fiziksel terimdir.Arabalarda  viskozitesi ne çok yüksek ne de çok  düşük yağların kullanılması tercih edilmez.Bunun sebebi viskozitesi yüksek yağlarda akışkanlığın az olmasından dolayı yağın tüm motora ulaşamamasıdır.Viskozitesi düşük yağlar da çok yüksek ısıda incelmesi ve bu sebebten dolayı da koruma işlevini yitirmesidir.

Bu yüzden yağlar mevsime göre ya da dört mevsimlik seçilir.

Kışlık motor yağları 5-30,yazlık motor yağları 20-50,dört mevsimlik yağlar ise 15-40’tır.Bu yağlar SAE (Social Automotive Engineers) tarafından incelenir ve derecelendirilir.

Bir başka parça olan lastiklerde ise fizik ve diğer birçok alandan yararlanılır.

Lastik,içinde basınçlı hava tutacak şekilde şekilde tasarlanmış ,janta monte edilerek aracın yer ile temasını sağlayan kauçuk,kord bezi,çelik teller ve birçok kimyasal bulunduran kompozit yapıdaki bileşendir.

Lastik seçiminde en önemli şeyler sürtünme, sıcaklık ve dirençtir. Lastiklerde sürtünme katsayısını artırmak için kar lastikleri kullanılır. Arabanın lastiği daha az yüzeye temas eder ve bunun sonucu basınç artar ve sürtünme katsayısı da buna bağlı olarak artar. Sürtünmenin formülü F = k.N yani sürtünme kuvvetinin büyüklüğü yüzeye etki eden net dik kuvvet ile sürtünme kat sayısının çarpımına eşittir. Direnç ve sıcaklık ise bir diğer faktördür. Direnç ve sıcaklığın değişimine göre aracın lastikleri zarar görebilir ve işlevini yitirebilir.

Bu sebepten dolayı lastikler birçok gruba ayrılır.-40 C – 110 C arası keçe imalatında kullanılan  NBR lastikleri,-60 C – 200 C arası oksijen ve azot direnci en yüksek olan silikon kauçuklu lastikler, uçak tekerleklerinde kullanılan  ve sıcaklıkta en etkili olan FPM lastikler, büyük gemilerin taşınmasında kullanılan ozona, suya ve tuzlu suya dayanıklı olan EPDM lastikleri vb. birçok lastik türü ve özelliği bulunmaktadır.

Fren sistemine gelecek olursak, fren bir basınç ve devridaim bütünüdür. Frenler hidrolik sistem tarafından yönetilir yani Pascal prensibinden frenlerde de yararlanılır. Fren sisteminde, genleşme katsayısı ve buharlaşma noktası çok yüksek bir sıvı olan fren hidroliği adlı sıvı kullanılır. Frenlerde sıvının basıncı iletmesinden de yararlanılır.

Fren sisteminin yapısı şöyledir; fren pedalına uygulanan küçük bir kuvvet, fren yağı yardımı ve sıvıların üzerine uygulanan basıncı aynen iletmesi prensibi ile, tekerleklerdeki fren pabuçlarında daha büyük bir kuvvet olarak iletilir. Eğer Pascal prensibinden faydalanmasaydık arabayı frenlemek çok büyük kuvvetler uygulamak zorunda kalacaktık, bu da bizim için çok daha zor bir hâle gelecekti. Pascal prensibi sayesinde küçük bir kuvvet uygulayarak çok daha büyük kuvvetler elde edebiliyoruz. El frenleri ise tamamen mekanik olarak çalışmaktadır. El frenleri çekildiğinde bir ağırlık dağılımı yapılır ve ön tarafa %80 arka tarafa %20’lik bir ağırlık yüklenir. Bu sebepten dolayı araba arkaya doğru gidemez.

Son olarak ise cam sularında ise yine motor yağlarındaki gibi mevsim ve sıcaklık önemli bir etkendir. Dört mevsim belirgin yaşanan şehirlerde klasik mavi cam  suyu sıkıntısız bir şekilde kullanılabilir. Fakat sıcaklık 0 °C nin altına inerse klasik mavi cam suyu kullanılamaz hale gelir. Bunun sebebi cam suyunun donma noktasıdır. Suyun donma noktasını azaltabilmek için bulunan çözüm yine fiziğin bir parçası olan antifrizdir. Antifriz 0 °C ve daha altında radyatör suyuna katılarak suyun donmasını engelleyen maddedir. Genellikle antifrizler, sıvının donma noktasını azaltır ve böylece cam suyu sıcaklık 0 °C nin altına düşse bile işlevini yitirmez. Ayrıca radyatöre eklenen antifriz sıvının kaynama noktasını yükselterek motorun hararet yapmasına engel olur.

Antifriz; su ve etilen glikol karışımıdır. Antifriz seçiminde antifrizin formülünü bilmek ve arabanın bileşenlerini aşınmaması için incelemek önemli bir detaydır.

Fizik yıllardır süregelecek ve varlığını yitirmeyecek bir bilim, bir düşünme tarzı hatta bir yaşam şeklidir. Fizik binlerce algoritmadan oluşan sistemsel bir bütündür ve bu bütün gelecek olan nesiller üretmeye devam ettikçe sistem asla bozulmaz, hata vermez.

Fizikte bir kural vardır, bir şey aynı anda iki yerde bulunamaz. Yani beyniniz olumsuz düşüncelerle kaplıyken olumlu düşüncelere yer yoktur. Aynı şekilde dinamik fikirler, statik fikirler beyindeyken onun yerini alamaz. O yüzden statik olmayı bir kenara bırakıp dinamikliğe yönelin. Bırakın o içinizdeki fizik kendini ortaya çıkarsın. Fizik kendini ortaya çıkardığında size elbet bir yol gösterir.