Yüksekten Düşenlerin Ölüm Nedeni Hız mı, Çarpma Kuvveti mi?

Aşağıdaki görselde, basit fizik kurallarının günlük yaşantımız üzerindeki etkisi anlatılıyor. Lisede öğrendiğimiz en temel düzeydeki hareket formülleri, yüksek bir noktadan düştüğünüzde canınızı yakan ve hatta ölmenize neden olan kuvvetlerin nereden kaynaklandığını anlamamızı sağlayabilir. 

Science Dump

Görselde ilk kısımda gösterilen formül, belli bir hızla düşmekte olan bir cismin ilk hızı ve ivmesine bağlı olarak, belli bir zaman sonra hangi hıza sahip olacağını göstermektedir. Örneğin bir futbol topu ile belli bir hız ve ivmeyle şut çektiğinizde, topun her bir milisaniyede hangi pozisyonda olacağını hesaplayabiliriz. Aynı şekilde, yüksek bir noktadan bir havuza atladığınızda, her bir milisaniye ağırlık merkezinizin (ve diğer vücut bölgelerinizin) yere göre hangi konumda olduğunu hesaplamamız mümkündür. Bunu, görseldeki ilk formülle basitçe yapabiliriz.

Her ne kadar bu formülün çakılma hızınıza etkisi büyükse de (sonuçta son hızınızı belirleyen faktörler ilk hızınız ve ivmenizdir), asıl zararı veren "hız" değildir. "Kuvvet"tir. Bu ayrımı yapmak, fiziğin günlük yaşantımızdaki işlevini anlamak bakımından önemlidir. Yere (ya da bir havuza) çakıldığınız anda, hızınız bir anda son hızdan 0'a iniverir. Bu, kütlenizle doğru orantılı olarak üzerinize binecek kuvveti belirler. İşte bu kuvvet ve ondan doğan "çarpma etkisi", hücre, doku ve organlarınızı parçalayarak (ya da onlara zarar vererek) ya canınızı yakar, ya da ölümünüze neden olur.

Bu kuvvet dokularınız üzerine bindiğinde, birçok kılcal ve ana damar çatlar, hücreler ezilerek ölürler ve dokularınız bütünsel yapılarını yitirirler. Bu, iç kanamaya ve işlev bozukluklarına neden olur. Çarpma açısına ve hızına (daha doğrusu kuvvetine) bağlı olarak kemikleriniz çatlar ya da tamamen parçalanır (kırılır). Bu kırılmanın etkisiyle, yeni kırılmış sivri kemik uçları, etraflarındaki dokuları parçalar ve daha da fazla hasara neden olur.

Dolayısıyla sürtünmenin şu anda bulunduğunuz koltukta nasıl etrafa savrulmadan oturabilmenizi sağladığını açıklayan fizik, yüksek bir noktadan düşen insanların neden yaralandığını ve öldüğünü de kolaylıkla açıklayabilir. Tabii birazcık biyolojiden yardım alarak...

Bu arada şunu merak edebilirsiniz: Neden bir karınca yüksekten düşünce ölmez de, insanlar ölür? Bu da, büyüklükle ilgilidir. Bununla ilgili harika bir Kurzgesagt videosu var:

Özetle olan şu: Kütleçekiminin daha küçük cisimler üzerindeki etkisi çok daha azdır. Bunun en temel nedeni, yüzey alanının hacme oranıdır. Küçük cisimlerin yüzey alanı, hacimlerine göre çok daha büyük olduğu için, yüksek bir yerden düştüklerinde deneyimledikleri kuvvetler (ki bunlar, küçük kütleleri dolayısıyla çok daha ufaktır) çok daha geniş bir alana yayılır ve etkiyi azaltır. Dahası, hava sürtünmesi, bu cisimlerin düşerken ulaşabileceği maksimum hızı azaltmaktadır.

Büyük cisimler içinse hem hava sürtünmesi çok daha az etkilidir ve yüzey alanları hacimlerine (ve dolayısıyla kütlelerine) göre çok daha küçük olduğu için, çarpma anındaki kuvvetler çok daha dar bir alana yayılır ve çarpmanın etkisi çok daha büyük olur. Doğada büyüklüğün yaşama nasıl etki ettiğiyle ilgili daha fazla bilgiyi buradaki yazımızdan alabilirsiniz.