ÇOCUKLARIN BİLGİ BANKASI KUMBARA DERGİSİ TÜRKİYE İŞ BANKASI’NIN ÇOCUKLARA ARMAĞANIDIR
KUMBARA DERGİSİ TÜRKİYE İŞ BANKASI’NIN ÇOCUKLARA ARMAĞANIDIR
İllüstrasyon: Vadi Töngür
Bir işi yaparken, verdiğimiz emeği azaltan ya da işimizi kolaylaştıran araçlara "makine" denir. Makineler, kas gücümüzle yapamayacağımız ya da çok zorlanacağımız bir işi daha az yorularak yapmamızı sağlayan yardımcılardır. Makineleri bir tür “kuvvet büyüteci” gibi düşünebiliriz. Bu açıdan bakınca, ufak bir hareketle koca bir arabayı kaldıran kriko ve ağır bir taşı yerinden oynatan kaldıraç aslında birer basit makinedir.


Basit makineler, bazı işleri daha kısa sürede daha az kuvvet kullanarak yapabilmemizi sağlar. Genellikle küçük bir kuvvetten daha büyük bir kuvvet elde etmeye yararlar. Örneğin, parmaklarınızla açamayacağınız bir gazoz kapağını basit bir açacakla kolayca açarsınız. Ayrıca, bir makaranın ipini aşağı doğru çekince yükün yukarı doğru ilerlemesi de basit makinelerin aynı zamanda kuvvetin yönünü de değiştirebildiği anlamına gelir.
Eğik düzlem, adından da anlaşılacağı üzere bir ucu ötekinden daha yüksekte olan eğimli bir yüzeydir. Basit makineler arasında en basit olanıdır. Bir yükün düşey olarak (yukarı doğru) kaldırılması yerine, eğimli yüzeyde iterek ya da sürükleyerek aynı noktaya çıkarılmasını sağlar.



Mısırlılar, piramitlerin yapımında kullandıkları binlerce tonluk taşları yüzlerce metre uzunluğundaki rampalar (eğik düzlemler) yardımıyla taşımıştır. Bir başka deyişle; taşları kaldırmak yerine yukarı doğru sürüklemişlerdir.
Eğik düzlemden sonra bir başka çok basit makine de baltadır. Gerçekte balta, sırt sırta vermiş iki eğik düzleme benzer. İşlevi çok basittir; nesneleri kesmek. Bir şeyi kesmek için kullanılan çoğu alet aslında keskin uçlara sahip çeşitli baltalardan oluşur.



Doğu Afrika’da, özellikle Etiyopya’nın Gona bölgesinde, günümüzden yaklaşık 2.3 ila 1.65 milyon yıl önce yaşamış arkaik bir insan türü olan Homo habilis’in (becerikli insan) kullandığı taş baltalar (kamalar) keşfedilmiştir.
Görsel kaynağı: Wikipedia
Günlük hayatta sıkça kullanılan vida hem bir makinedir hem de en yaygın makine parçalarından biridir. Karmaşık makinelerde parçaları sağlam şekilde birleştirmemizi sağlayan vida mekanizmasını, bir silindirin çevresindeki eğik düzlem sarmalı olarak düşünebilirsiniz. Bu yapı, dairesel kuvveti doğrusal kuvvete dönüştürür; yani bir vidayı zemine oturması için döndürürken dairesel bir hareket kullanarak yukarı-aşağı veya ileri geri hareket oluşturmuş olursunuz.


Kaldıraç, düz bir çubuk ve bir dayanak noktasından oluşan iki parçalı basit bir makinedir. Dayanak noktası, kaldıracın kullanım amacına göre çubuğun altındaki çeşitli bölgelerde konumlandırılabilir. Kaldıracın en bilinen özelliği yükleri çok az kuvvet uygulayarak kaldırabilmemizi sağlamasıdır. Kaldıraç kullanılarak kaldıracak yükün ağırlığına göre dayanak noktasının yüke uzaklığı belirlenir; kolay kaldırmak için yük ne kadar ağır olursa dayanak noktası da o kadar yakına yerleştirilir.




Tekerlek ile mil (tekerleğin merkezinden geçen bir çubuk -diğer adıyla aks ya da dingil), hiç kuşkusuz insanlık tarihinin en önemli buluşlardandır. Sürtünmeyi büyük oranda azaltan bu sistem, ağır yükleri çekerek ya da iterek taşımamızı sağlar. Hemen her yerde karşımıza çıkar: Dönme dolaplar, kapı kolları, tornavidalar, bisikletler, kaykaylar, otomobiller, trenler, uçaklar gibi birçok mekanizmanın temelini tekerlek ve mil oluşturur. 5.000 yıldan daha uzun zamandır kullanılan bu ikili, yaşamımızı son derece kolaylaştırmaktadır.




İlk tekerleğin bundan yaklaşık 5000 yıl önce Mezopotamya’da kullanıldığı biliniyor.
Makara, üzerine ip veya kayış yerleştirilebilen oluklu bir tekerlektir. Bu basit makineyle yalnızca ipi aşağı doğru çekerek çok ağır yükleri kaldırabilirsiniz. Birkaç makaranın birlikte kullanıldığı sisteme ise "palanga" denir. Palanga sistemiyle daha da ağır yükler kaldırılabilir.




İnsanların elektriği bir kabın içerisinde muhafaza edip istedikleri zaman kullanma yolu arayışı, pilin geliştirilmesiyle sonuçlandı. Pil sayesinde durgun elektrikten, sürekli akan bir elektrik türüne geçişin yolu açıldı. Ayrıca küçük miktarda da olsa elektriği depolama da olanaklı hâle geldi.
İlk pili, 1800 yılında Alessandro Volta geliştirmişti. Volta, pili için bakır ve çinko diskleri aralarına tuzlu sıvı içeren karton ya da bez katmanlar yerleştirerek üst üste dizmişti. “Volta pili” denilen bu pilin sıralaması daima “bakır disk – tuzlu suya batırılmış karton veya bez – çinko disk – tekrar bakır disk” şeklindeydi. Bu grup art arda ne kadar çok tekrar ederse pilin ürettiği elektrik gerilimi -yani voltaj- o kadar artıyordu. Bu pil ile o zamana kadar sadece anlık olarak üretilebilen elektrik, artık devamlı üretilebilir duruma gelmişti. Böylece modern pillerin de temeli atılmış oldu. Volta pili, bu yönüyle çok önemli bir buluştu.


Piller icat edildikten sonra en büyük sorun, içindeki kimyasal enerji tükendiğinde pilin çöpe gitmesiydi. 1859’da Fransız fizikçi Gaston Planté, bu sorunu çözmek için devrim niteliğinde bir adım attı. Planté, kurşun plakalar ve asit kullanarak dünyanın ilk şarj edilebilen pilini geliştirdi. Bu pil, elektrik verildiğinde içindeki kimyasal tepkimeyi tersine çevirebiliyor ve enerjiyi yeniden depolayabiliyordu. Bu büyük bir yenilik ve ilerlemeydi. Böylece günümüzde yaygın olarak kullanılan “şarj edilen piller”in temeli atılmış oldu. Bu tür pillere bugün "akü" diyoruz. Araba aküleri de bu şarj edilme mantığıyla çalışıyor.
Görsel kaynağı: Wikipedia


Birden çok pilin birleşiminden oluşan sisteme “batarya” denir. Bu yapısı gereği bataryada daha çok enerji depolanır. Ayrıca bataryalar daha uzun süre dayanır. Arabalarda kullanılan aküler de aslında bir tür bataryadır.





O zamanki gözlükler, bugünküler gibi ergonomik bir yapıda değildi; iki mercek birbirine bağlanıyor ve sadece ya elde tutularak ya da burun üzerinde dengelenerek gözün önünde durabiliyordu. Tıpkı bir dedektif büyüteci gibi!
Görsel kaynağı: Wikipedia
İlk gözlükler, hem büyütece benziyordu hem de ağırdı. Çerçevelerinin gelişip camlarının da daha ince ve daha hafif yapılmaya başlanmasıyla gözükler, zamanla Avrupa’dan tüm dünyaya yayıldı. 1700’lü yıllara gelindiğinde, ünlü mucit ve politikacı Benjamin Franklin, hem uzağı hem yakını aynı anda görmeyi sağlayan “bifokal” gözlüğü icat etti. Bu sayede, gözlük camının alt tarafıyla yakında olan nesneler; üst tarafıyla da uzaktakiler daha net seçilebiliyordu. Gözlüklerin kulaklara takılan kolları çok daha sonra, 1730’lu yıllarda, Londra’da geliştirildi. Böylece gözlükler artık düşmeden yüzde durabilen konforlu birer yardımcı haline geldi. Ardından cam türleri de çoğaldı. Miyoplar için uzağı gösteren, hipermetroplar için yakını gösteren, astigmatlar için de net görmeyi sağlayan özel camlar geliştirildi.

20. yüzyılda kimyacılar harika bir şey keşfetti; Optik plastikler! Bu yeni malzeme, gözlükleri tüy kadar hafifletti ve camlarının kırılıp göze zarar verme riskini ortadan kaldırdı.

Gözlerin morötesi ışınlardan korunması da göz sağlığı açısından çok önemliydi. Bu noktada, 1920’li yıllarda ilk güneş gözlükleri ortaya çıktı. Zararlı güneş ışınlarını engelleyen bu UV filtreli gözlükler, aynı zamanda şık birer aksesuar da oldu.

Teknoloji geliştikçe camların üzerine özel “zırhlar” eklenmeye başlandı. Günümüzde artık çizilmeyen, kırılması zor, mavi ışığı süzen, gözlerimizi bilgisayar ve tablet ışığından koruyan gelişmiş camlara da sahibiz. Anlayacağınız, gözlük dünyası adeta küçük bir teknoloji laboratuvarına dönüşmüş durumda.


İlk gözlük merceklerine şekillerinden dolayı Latince’de mercimek anlamına gelen "lentil" deniyordu. Bugün kullandığımız “lens” sözcüğü de adını buradan alıyor.
Bugün bazı gözlükler, birer görme ve koruma aracı olmalarının yanında, gözümüzün önündeki dijital bir pencere görevi de görmeye başladı. Bilim kurgu cihazlarını andıran bu akıllı gözlüklerin içinde pil, ekran, kamera, hoparlörler ve sensörler bulunuyor. Bu özellikleri sayesinde, akıllı gözlüklerinizle fotoğraf çekebilir, video kaydı yapabilir, internete bağlanabilir, müzik dinleyebilir, navigasyon kullanabilir hatta dinleyerek veya sadece metne bakarak bile gözlük ekranı üzerinden çeviri yapabilirsiniz. Gerçekten de etkileyici, değil mi?
Gelecekte gözlükler yalnızca gözlerimizi değil, tüm hayatımızı “akıllı” hale getirecek. Bu muhteşem teknolojinin ders çalışmada, oyunlarda, iş hayatında hatta sağlıkta ve mühendislikte çok daha önemli bir rol oynaması bekleniyor. Belki de çok uzak olmayan bir gelecekte, derslerinizde defter veya tablet yerine “ders gözlüğü” kullanacaksınızdır!





Yarasalar karanlıkta kusursuz biçimde uçabilir. Bunun sırrı gözlerinde değildir, çünkü yarasaların gözleri pek iyi görmez. Yarasalar ağızlarından çok yüksek frekanslı bir ses çıkarır. Bu ses çevredeki nesnelere çarpıp yankılandığında, bulundukları konumu ve süreyi hesaplayarak yönlerini bulurlar. Bu olağanüstü doğal sisteme "ekolokasyon" denir. Yunuslar ile balinalar da denizde aynı yöntemi kullanır.
Yirminci yüzyılın başında mühendisler denizaltıları saptamak için benzer bir sistem geliştirdi: SONAR. SONAR, su altına ses dalgaları gönderir ve yansıyan dalgaları analiz ederek nesnelerin konumunu ve uzaklığını belirler. SONAR cihazları aynı zamanda günümüzde balık avcılığından su altı haritalamasına kadar birçok alanda da kullanılır. Hatta doktorların iç organlarımızı görmek için kullandığı ultrason cihazları da aynı sistemle çalışır.

Ayakkabılarımızda ya da çantalarımızda bulunan cırt cırtlı bantlar, İsviçreli mühendis George de Mestral’in köpeğiyle yaptığı bir doğa yürüyüşü sayesinde icat edilmiştir. Yürüyüş sırasında köpeğinin tüylerine ve kendi pantolonuna yapışan Arctium lappa tohumlarını inceleyen Mestral, bu bitkinin neden bu kadar sıkı tutunduğunu merak etmiştir. Mikroskop altında yaptığı incelemede, bitkinin yüzeyinde yüzlerce küçük kanca olduğunu ve bu kancaların kumaş liflerine ve hayvan kürklerine kolayca takıldığını fark etmiştir. Bu basit ama etkili mekanizmayı tekstil dünyasına uyarlayarak, birbirine kenetlenen kancalı ve ilmekli yüzeylerden oluşan cırt cırtları tasarlamıştır. Bu icat, düğme ve fermuar dünyasına pratik, hızlı ve dayanıklı bir alternatif getirerek günlük yaşamımızı büyük ölçüde kolaylaştırmıştır.
Doğadaki bir bitkinin tohumlarını yaymak için geliştirdiği bu yöntem, bugün astronot giysilerinden çocuk ayakkabılarına kadar her yerde kullanılıyor.

Görünüşleri nedeniyle "beyaz karınca" da denen termitler, genellikle sıcak ve nemli bölgelerde yaşayan böceklerdir. Höyüğü andıran devasa yuvalar yaparlar. Bu yuvaların içerideki sıcaklığı sabit tutabilen, etkileyici bir havalandırma sistemi olur. Termitler, yuvanın altındaki nemli toprakla üstteki hava akımını birleştiren baca benzeri kanallar oluşturarak doğal bir soğutma sağlarlar. Sıcak hava yukarı çıkarken taze ve serin hava alttan çekilir. Böylece sürekli bir hava dolaşımı sağlanır.
Mimarlar bu sistemi inceleyerek bazı modern binaları aynı ilkeyle tasarlamıştır. Bu binalar, iç mekanın havasını klimalara gerek duymadan sürekli olarak tazeleyebilir. Bu sayede binada, standart binalara göre yüzde 90 daha az enerji tüketilir. Örneğin, Zimbabweli mimar Mick Pearce, başkent Harare’deki büyük iş merkezi Eastgate Center’ın havalandırma sistemini tasarlarken termit yuvalarını örnek almıştır.

Japonya’nın ünlü yüksek hızlı treni Şinkansen, 1990’lı yıllarda tünellere girişte cidli bir sorun yaşıyordu. Tren tünele girdiğinde önündeki havayı sıkıştırıyor, bu sıkışan hava tünelin öteki ucundan patlama sesine benzer bir gürültüyle çıkıyordu. Bu ses kirliliği de tünellerin çevresindeki sakinleri rahatsız ediyor ve şikayetlere yol açıyordu. Şinkansen’in baş tasarımcısı mühendis Eiji Nakatsu aynı zamanda bir kuş gözlemcisiydi. Nakatsu bir gün yalıçapkınlarının suya dalarken neredeyse hiç su sıçratmadığını fark etti; çünkü gagaları iki ortam (hava ile su) arasındaki basınç farkını mükemmel biçimde ayarlıyordu. Bunun üzerine hızlı trenin burnunu yalıçapkınının gagasına benzer biçimde uzun, sivri ve belli bir açı verilmiş şekilde yeniden tasarladı. Sonuç şaşırtıcı ve etkileyiciydi; patlama sesi tümüyle ortadan kalkıyordu. Ayrıca trenler yüzde 15 daha az enerji tüketiyordu ve hızları da artıyordu.

Denizaltıların suya dalıp yeniden suyun yüzeyine çıkabilmesini sağlayan karmaşık sistemler, aslında bir deniz canlısı olan notilüsten esinlenilmiştir. Notilüs, kabuğunun içindeki minik odacıklara su doldurarak denizin derinliklerine dalabilir. Sonra da gövdesine aldığı bu suyu gazla boşaltarak suyun yüzeyine doğru yükselebilir. İnsanlar da denizaltıların gövdesine yerleştirdikleri “safra tankları” ile tam olarak bu doğal mekanizmayı taklit etmiştir. Denizaltı, dalacağı zaman tanklara deniz suyu alınır ve araç ağırlaşarak derinlere iner. Yüzeye çıkması istendiğinde de tanklardaki su yüksek basınçlı havayla tahliye edilerek aracın ağırlığının azalması sağlanır.

Bilimkurgu edebiyatının kurucularından, ünlü yazar Jules Verne’in, Denizler Altında Yirmi Bin Fersah ile Gizemli Ada romanlarında yer alan ve döneminin çok ötesinde, elektrikle çalışan kurgusal denizaltının adı da Notilüs’tü.


Modern uçakların kanat uçlarında yukarı doğru kıvrılan küçük bir parça bulunur. Bu detay aslında kartalların ve bazı başka büyük yırtıcı kuşların kanat uçlarındaki tüylerden esinlenilerek geliştirilmiştir.

Duvarda hatta tavanda yürüyebilen küçük kertenkelelere "keler" ya da "geko" denir. Bunu ayak tabanlarının mikroskobik yapısı sayesinde başarırlar. Bu yapıdan esinlenen bilim insanları da gelecekte, pürüzsüz cam yüzeylerde bile kaymadan yürüyen robotlar geliştirmeyi planlıyor.

Köpekbalıkları çok hızlı yüzebilir. Bunun nedeni derilerinin özel dokusudur. Derilerinde çok küçük yarıklar vardır. Bu yarıklar suyun bedenlerinden akışını düzenler. Bilim insanları bu yapıyı inceleyerek yeni mayolar geliştirmiştir. Bu mayolar suyun direncini azaltır. Böylece yüzücüler daha hızlı ilerleyebilir. Bazı gemilerin dış yüzeylerinde de benzer tasarımlar kullanılır.

Doğayı korumanın yanı sıra onu dev bir kütüphane, çok deneyimli bir usta ve öğretmeye hazır bir öğretmen olarak görmemiz, vizyonumuzun da gelişmesini sağlar.
Dünya’nın çevresinde binlerce yapay uydu vardır. Bu uydular iletişim kurmamızı, hava durumunu öğrenmemizi, GPS ile yolumuzu bulmamızı ve uzayı araştırmamızı sağlar. Bir uyduyu yapmak için birçok farklı meslekten uzman bir arada çalışır. Mühendisler, uydunun tasarımını yapar ve hangi görevleri yerine getireceğini planlar. Teknisyenler, parçaları dikkatle birleştirir ve uydunun düzgün çalışmasını sağlar. Bilgisayar programcıları, uydunun nasıl çalışacağını belirleyen yazılımları hazırlar. Böyle bir ekipte yer almak çok heyecan vericidir.
Popüler bir efsaneye göre Dünya Savaşı’nda “Cher Ami” adlı bir güvercin, ağır yaralar almasına rağmen Ekim 1918’de ulaştırdığı bir mesaj sayesinde yüzlerce askerin kurtulmasını sağladı.











Su altı araçları, denizin altına inen özel taşıtlardır. İnsanlar tarafından kullanılanlar ve insansız olanlar olmak üzere iki gruba ayrılırlar. İnsansız olanlar kameralar ve robot kollarla donatılmış araçlardır. Denizaltı araçları sayesinde denizleri ve heyecan verici su altı dünyasını daha iyi tanırız; balıkları, mercanları, gemi batıklarını, eski uygarlıklara ait kalıntıları ve çok daha fazlasını keşfedip incelememizi kolaylaştırırlar.




1.000 metre derinlikten sonra su altı dünyası kapkaranlıktır. Işık olmadan etrafı görmek olanaksızdır. Su soğuktur ve basınç yüksektir. Bu derinlikler için özel aygıtlar ve araçlar gereklidir.

ROV’lar, insansız şekilde su altında çalışan özel robotlardır. Kablolarla deniz yüzeyinden kontrol edilirler. Çoğu dalgıcın hatta denizaltıların bile inemeyeceği derinliklerde gözlem, inceleme ve bilimsel araştırmalar gibi çeşitli işler için kullanılırlar.

Eski Yunan’da, su saatleri mahkemelerde konuşma sürelerini belirlemek için de kullanılırdı.
Zamanın geçişinin simgesi olarak kum saati sanatta, özellikle anıtlarda, sık sık kullanılmıştır.






Güneş’in 1 saniyede uzaya yaydığı enerji Dünya’nın 650 bin yıllık enerji ihtiyacı kadardır.

Güneş’in enerjisi hidrojen atom çekirdeklerinin birleşerek helyum çekirdeklerine dönüştüğü nükleer tepkimeyle (füzyon tepkimesi) üretilir. Güneş’in çekirdeğinde her saniye 600 milyon ton hidrojen, helyuma dönüşür.


Güneş enerjisiyle çalışan ilk uçak AstroFlight Sunrise adlı insansız, elektrikli uçaktı. İlk uçuşunu 4 Kasım 1974’te gerçekleştirdi.


1767’de İsviçreli fizikçi, doğa bilimci ve jeolog Horace Bénédicte de Saussure ilk güneş kolektörünü yaptı. Bu, serayı çağrıştıran yalıtımlı bir kutuydu; bir açıklığı ve üç ila beş kat camı vardı. Doğrudan güneş ışığı altındayken kutunun içi 108 dereceye kadar ısınıyordu. Mucidin "heliotermometre" adını verdiği bu icat ileride evleri ısıtabilen, sıcak su sağlayabilen güneş kolektörlerinin temeli oldu.
Görsel kaynağı: Wikipedia

Ülkemizde elektriğin yüzde 7,5’i Güneş’ten elde ediliyor.










1984’te, ABD’de Connecticut’taki Hartford kentinde yapılan City Place adlı binanın, bir bilgisayar sistemiyle yönetilen ilk bina olduğu kabul edilir. City Place 38 katlı, 164 metre yüksekliğinde bir gökdelendir.
Görsel kaynağı: Wikipedia (Kenneth C. Zirkel)



Akıllı binalar teknolojinin yaşamımıza kattığı yeniliklerden biri. Biraz daha konforlu, güvenli ve çevreye duyarlı bir yaşam için önemli bir adım. Gelecekte böyle binalar, evler, iş yerleri daha da yaygınlaşacak. Gelişen bilgisayar, iletişim ve otomasyon teknolojisinden dolay daha da akıllı olacaklar. Yapay zeka sistemlerinin daha çok kullanılmasıyla birlikte binalar (bizim yerimize ve bizim yararımıza) kendi kararlarını verip belki de bize özel çözümler sunabilecek.


Pervaneler
Kamera
Ayaklar
Motorlar
Batarya


2010’lu yıllarda dron fiyatları düştü. Herkesin satın alabileceği aygıtlar haline geldiler. Bu sayede hem profesyonel hem de hobi amaçlı kullanımları hızla arttı. Özellikle son 10 yılda dronlar yaşamımızın birçok alanında karşımıza çıkmaya başladı. Artık insanlar hobi olarak dron uçurabiliyor, fotoğrafçılar ve sinemacılar dronlar sayesinde harika görüntüler çekebiliyor ve şirketler çeşitli işler için dronları kullanabiliyor. Günümüzde birçok ülkede dron yarışları bile düzenleniyor.



Dronlarla havadan eşsiz fotoğraf ve videolar çekilebilir. Düğünler, konserler, spor etkinlikleri gibi birçok organizasyonda görüntü kaydetmek için artık dronlar da kullanılıyor.

Dronlar, küçük paketleri hızlı ve kolay bir şekilde taşıyabilir. Özellikle ulaşılması zor bölgelere ilaç ya da acil yardım malzemeleri taşımak için kullanılırlar.

Dronlar, kaybolan insanları ya da hayvanları bulmak için kullanılıyorlar. Özellikle deprem, sel gibi doğal afetlerde dronlar çok önemli bir rol oynuyor.

Dronlar, çayır ve orman yangınlarının saptanmasında ve durumlarının izlenmesinde de kullanılır.

Dronlar tarlalardaki ürünün durumunu kontrol için veri toplayabilir, sulama ve ilaçlama işlemlerini yapabilirler.

Dronlar sayesindeinşaat alanları güvenli bir şekilde kontrol edilir.


Haziran 1910’da Türkiye’de astronomi ve jeofizik çalışmalarının öncülerinden Fatin Gökmen yeni kurulacak rasathanenin müdürlüğüne getirildi. Fatin Bey ve ekibi, Kandilli Rasathanesi’nde 1 Temmuz 1911’den itibaren sürekli ve sistemli meteoroloji ölçüm ve kayıtlarına başladı. Uluslararası kabul edilen 7, 14 ve 21 saatlerinde günlük gözlemler yapıldı, deftere kaydedildi ve gerekli yerlere bildirildi.