Bilim insanları, ketçap şişesinin içinde az miktarda sos kaldığında, şişeyi sıktığınızda neden etrafa sıçradığını anlamaya yönelik önemli bir çalışma gerçekleştirdiler. Bu araştırmalar, bu can sıkıcı olayın nasıl önlenebileceğine dair bazı ipuçları da sağlıyor. Oxford Üniversitesi’nden iki bilim insanı, geçtiğimiz ay American Physical Society’nin Akışkanlar Dinamiği Bölümü konferansında “Bir kılcal boruda sıkıştırılabilir yer değiştirmenin dinamikleri” başlıklı dikkat çekici bir sunum yaptılar.
Bu çalışmada, matematiksel modelleme ve çeşitli deneyler kullanılarak, şişeyi yavaş ve nazik bir şekilde sıkmanın, ketçapın sıçrama olasılığını önemli ölçüde azaltabileceği gösterildi. Her ne kadar olay karmaşık bir akışkan dinamiği sistemine dayansa da, bu çalışma direncin ve kuvvetin, sosun şişeden nasıl aktığını etkilediğini ortaya koyuyor.
Ketçap şişesini sıktığınızda, şişenin tepe kısmındaki hava, bir yay gibi sıkışarak önündeki sıvıyı dışarı itiyor. Bu süreçte, aşağı doğru yapılan kuvvet, ketçap ile şişenin duvarları arasında bir sürtünme kuvveti ile karşılaşıyor. Mükemmel bir dökme için, sos severlerin şişenin içindeki bu iki kuvveti dikkatlice dengelemesi gerekiyor. Ancak, sos miktarı azaldıkça, sostan gelen sürtünmenin azalmasıyla bu denge bozuluyor.
Daha az sürtünme ile hava, şişedeki potansiyel enerjisini serbest bırakarak sosun son parçasının ani bir patlama ile dışarı çıkmasına neden oluyor. Oxford Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Bölümü’nden çalışma yazarı Profesör Chris MacMinn, bu durumu şöyle açıklıyor: “Sıvıyı hareket ettirecek itici gücü oluşturmak için havayı sıkıştırmanız gerekiyor. Sıvı dışarı akarken, itilecek daha az sıvı olduğu için viskoziteye karşı direnç azalır. Aynı zamanda, sıvının dışarı akışı, havanın tüpe doğru genişlemesi için daha fazla yer açar, bu da itici gücü zamanla azaltır.“
Oxford’daki Mühendislik Bilimi Bölümü’nden Dr. Callum Cuttle ise, “Analizlerimiz, bir ketçap şişesinin saçılmasının oldukça hassas ayarlarla ilgili olduğunu gösteriyor: Biraz fazla sert sıkmak bile sabit bir sıvı akışı yerine bir saçılma üretebilir.” diye ekliyor. Araştırmacılar, hafifçe sıkmanın yanı sıra, üreticilerin sıçrama olasılığını azaltmak için daha geniş nozüllere sahip şişe kapakları üretmeleri gerektiğini öneriyorlar.
Çalışmaları, günümüzde yaygın olarak kullanılan lastik valflerin de bu sorunun önemli bir kaynağı olduğunu ortaya koydu. “Bu valfler, sosun şişeden çıkmadan önce belirli bir miktarda basınç oluşturmaya zorlayarak saçılma sorununu artırıyor. Bu valfler sızıntıları önlemeye yardımcı olur, ancak tamamen saçılmaya yönelik bir bakış açısından, bu valfleri çıkarmak mantıklı olacaktır. Hızlı bir çözüm için, bir şişenin sonuna yaklaştığınızda (saçılma olasılığı yüksek olduğunda), kapağı çıkarın ve kalan sıvıyı daha geniş ağızdan dışarı akıtın. Bu belki de sağduyu gibi görünebilir, ancak artık onu destekleyecek titiz bir matematiksel temel var.”
Henüz hakem değerlendirmesinden geçmeyen bu makale, kısa bir süre önce ön baskı sunucusu arXiv’de yayınlandı.
