Taş, suyun üzerinde kaç kere sekebilir?

Dünyanın neresinde olursa olsun, durgun bir suyun kenarında, yassı bir taş bulan kişi, hemen o taşı suya fırlatarak sektirmeye çalışır. Her ulus, her kültür taş sektirmeye kendi lisanında bir ad vermiştir. Antik Yunan’da istiridyeleri suda sektirerek yapılan yarışmalar sonradan tarih boyunca değişik şekillerde sürekli olmuştur. Günümüzde bu yarışmaları dünya çapında organize eden, yapılan dereceleri, kırılan rekorları kayda geçiren, kısa ismi “NASSA” olan (North American Stone Skipping Association) bir kuruluşu ise bilen çok azdır.

Taş sektirme rekoru 1973’den beri Guiness Rekorlar Kitabı’na girmektedir. ABD’den Jerdone Coleman-Mc Ghee’nin 1998’de yaptığı 38 sektirmelik derece uzun süre geçilememiş, yine ABD’li “Dağ Adamı” lakaplı Kurt Steiner’in 2002 yılında yaptığı 40 sektirmelik rekoru geçmenin ise fiziken mümkün olmadığı düşünülmüştü ama 2007 yılının 19 Temmuz günü ABD’li mühendis 43 yaşındaki Russell Byars şaşırtıcı bir performans sergileyerek taşı suda 51 kere sektirmayi başardı.

Dışarıdan bakıldığında bir taşı suya fırlatarak üzerinde sektirmek çok basit bir işmiş gibi görünür. Yassı ve yuvarlak bir taşı alır, kuvvetlice, suya paralel şekilde fırlatırsanız, hele fırlatırken ona bir de dönme hareketi ve açı verebilirseniz, taş suya batmadan önce yüzeyde bir kaç kez sıçrayarak kayacaktır. Neticede sekme sayısı çok olmasa bile görüntü eğlencelidir. Lyon Üniversitesi’nden Fizik Profesörü Lydric Bocquet de 7 yaşındaki oğluyla beraber nehir kenarında suya taş atıp sektirmeye uğraşırken bu işi sadece bir eğlence olarak görüyordu. Ta ki, ufaklık “nasıl oluyor da taşlar suyun üzerinde batmadan gidebiliyorlar” diye sorana kadar.

Prof. Bocquet başlangıçta konuya yaşamdaki günlük olayların arkasındaki basit fizik kurallarını açıklayan kitaplardaki gibi eğlenceli bir hobi gözüyle bakarken zamanla fizikçi tarafı ağır basar; ortaya kütle, hız, açı, biçim, su dinamiği hatta cisimlerin elastik davranışlarını da katar; işin sırrını çözmenin bu çok farklı kavramları bir araya getirmekle mümkün olabileceğini anlar. Konunun sahipsiz olduğunu, bilim dünyasından kimsenin ilgi göstermediğini de görünce çalışmalarının sonucunda geliştirdiği formülleri 2002 yılında “American Journal of Physics”de yayınlar.

Bocquet taşın suyun üzerinde sekmesini, su kayağı yapan birinin suyun üzerinde kalması ile aynı prensiplere dayandırıyor. İkisinde de suyun üzerinde kalma becerisi, ileri doğru olan hıza bağlıdır. Hız arttıkça suda kayan cisim yukan doğru daha çok itilir. Taşın suda sekmesinde kendi etrafındaki dönüşü de önemlidir ama bunun suyla pek ilgisi yoktur. Dönme hareketi taşm suya çarpıp sıçradıktan sonra havada dengeli bir şekilde yol almasını sağlıyor.

Bocquet makalesinde zamanın rekorunu elinde bulunduran Mc Ghee’nin 38 sektirmelik atışını yapabilmesi için taşı saatte en az 40 kilometre hızla, saniyede 14 dönüş yapacak şekilde atmış olması gerektiğini açıklar ama sekme sayısını daha da arttırabilmek için yeni çözümler getiremez. Ne var ki çalışmanın bu kadarı bile Fransız fizikçi Christophe Clanet’in dikkatini çekmeye yeter.

Clanet süratle Bocquet ile temas kurar ve ona “Marsilya’daki araştırma enstitüsünde, ekibi ile birlikte, büyük bir su tankı içinde, değişik ağırlık ve şekillerdeki metal diskleri, istenilen dairesel ve doğrusal hızlarda fırlatabilen bir robot geliştirdiklerini” anlatarak taş sektirme dinamiğindeki esrarı çözmek için beraber çalışmayı önerir.

Su havuzuna robotla yapılan sayısız disk fırlatma deneylerinin sonucunda, taş sektirmede suya değmenin sihirli açısının 20 derece olduğu kesinleşir. 20 dereceden az bir açıyla suya değen taşlar da sekiyor ama enerjilerini çabuk kaybediyorlardı. 45 dereceden büyük açıyla suya çarpanlar ise doğrudan dibi boyluyorlardı.

Teorisyenler ayrıca, yeni bir rekorun kırılabilmesi için, 10 santimetre çapında alüminyum bir diskin, suya 20 dereceyle değecek şekilde, saatte 100 kilometre hızla ve yere 10 derecelik açıyla fırlatılması gerektiğini de ileri sürdüler. Ancak tüm istenilen şartlar sağlanmasına rağmen robotlar değil mevcut rekorları geçmeyi suda yirminin üzerinde bile sektirme yapamadılar.

Bocquet ve arkadaşları robotlarını daha da geliştirerek tüm şartlar ve değişimleri test edebileceklerini ve taş sektirmede ulaşılabilecek maksimum sayıyı bulabileceklerini hâlâ umuyorlar. Diğer yandan umulmadık bir zaman ve yerde, umulmadık özelliklerde bir kişi birdenbire ortaya çıkarak Russell Byars’ın artık bundan fazlası olamaz denilen 51 sektirmelik rekorunu da kırarsa şaşmamak lazım.