Konya Bilim Merkezi BilimUp

Yumurtalar Nasıl Büyük Kuvvetler Karşısında Kırılmıyor?

Konya Bilim Merkezi
6 dk
2235

Yapılan ilginç deneyler arasında, bir viyol yumurtanın üzerinden yüründüğünü ve yumurtaların kırılmadığına denk gelmiş olabilirsiniz. Halbuki bir yumurtayı tezgâha vurduğumuzda hemen kırılır. Benzer şekilde bir yumurtanın avuç içinde sıkıştırıldığında da kırılmadığını gözlemleyebilirsiniz.

Bilindiği üzere, yumurta kabukları oldukça kırılgan ve zayıf yapıdadırlar. Ama çıplak elinizle bir yumurtayı sıktığınızda kırılması oldukça güçtür. Bunun nedeni, yumurtanın şeklinden dolayı kabuklarının sıkıştırma altında oldukça güçlü olmasıdır. Örneğin, yüzyıllardır yapıların ağırlığını desteklemek için binalarda, köprülerde kemerler kullanılır. Çekiç gibi bir aletle yan tarafına vurursanız beton bir bloğu bile kırmak oldukça kolaydır. Ancak yukarıdan sıkıştırma altında kemerler inanılmaz derecede güçlüdür. Kıyaslandığında bir yumurta da benzer şekilde bir doğa mühendisliği parçasıdır.


Yumurtaların üzerinden yüründüğünde kırılmamasını sağlayan en önemli nokta, yumurtaları sivri uçları yukarı bakacak şekilde dizmek ve ağırlığınızı tüm yüzey alanına dağıtacak şekilde adım atmaktır. Herhangi bir yumurta kabuğunu aşırı yüklemekten kaçınmak için yalın ayak yürümek yardımcı olacaktır. Genellikle bir yumurta kabuğunu kırmak için yaklaşık 2,5 kg’dan biraz daha fazla güç gerekir. Bir insanın kütlesinden oldukça az olan bir kuvvet yumurtaları kırabiliyorken insanlar yumurtaların üzerinde yürüdüklerinde kırılmazlar. Burada önemli olan kuvvet miktarından ziyade kuvvetin uygulanma doğrultusudur.

Benzer şekilde bir yumurtayı baş parmak ve işaret parmağı arasında sıkıştırmak kırmaya yetmez. Hatta iki el arasında sıkıştırıldığında bile yumurta kırılmaz. Çünkü yumurta kabuğunun çatlamaya en dayanıklı kısmı sivri olan ucudur. Yumurta ne kadar keskin kıvrılırsa kabuk o kadar sertleşir. 

Yumurta organik maddelerle bağlandığı için cam, metal gibi malzemeler kadar kırılgan değildir. Çatlamaya karşı direnç gibi özelliklerini kristal yapısından alır. Yumurtanın büyük kuvvetler karşısında kırılmamasının sebepleri; esas olarak bir protein matrisi içine gömülü kalsiyum karbonat (kalsit) kristallerinden oluşmasıdır, bir başka neden ise kabuğa sertlik veren kolajenden yapılmış ince bir iç zardır. Bir yumurta kabuğu tek seferde kırılmak yerine, yumurta kabuğundaki çatlaklar milimetre düzeyinde azar azar yayılır. Cambridge Üniversitesi'nde malzeme bilimcisi olan Michelle Oyen, “Çatlaklar büyük zorluklarla yayılır ve yumurta kabuğu kırılmaz.” diyor. “Meydana gelen hasar yerel düzeyde kalmaktadır.” Bu açıdan, bir yumurta kabuğu doğanın mükemmel ambalajıdır.

Yumurtanın Özel Şekli Ona Farklı Özellikler de Sağlar

Merak duyunuz kuvvetliyse mutfakta vakit geçirirken yumurtaların kendine has şeklini en az bir kere sorgulamış olabilirsiniz. Yumurtaların şekli tam olarak küresel değil, tam olarak oval de değildir. Bir yumurtanın neye benzediğini tarif etmek biraz zor belki ama bu şekil asimetrik konik oval olarak telaffuz edilebilir. Peki neden yumurtalar asimetrik konik oval şeklindedir?

Eğer yumurtalar tamamen küresel olsaydı yuvadan yuvarlanarak kaybolabilirlerdi. Ayrıca bu esnada kırılma olasılıkları daha yüksek olurdu. Bunun yerine, uca doğru sivrilen bir şekle sahip oldukları için yuvarlandıklarında dairesel bir yol oluştururlar. Bu yol onları yuvalarının güvenli sınırları içinde tutar. Şaşırtıcı bir şekilde, uçurumlarda yuva yapan kuşların daha dar dairelerde yuvarlanan oval benzeri yumurtaları vardır. Çünkü bu yumurtaların yuvadan yuvarlanıp uçurumdan düşme olasılığı daha da düşüktür. Aksine, yerde yuva yapan kuşlar daha az oval şekilli yumurtalar bırakır. Böylelikle yere yakın olan ve her an yuvadan kaybolabilecek olan yumurtalar yuva etrafında kalır.


Sivrilen ucun bir başka faydalı tarafı ise yuvanın içine daha rahat oturmalarını ve birbirlerini sıcak tutmalarını da sağlar. Aralarında çok küçük hava boşlukları olacak şekilde yuvada oldukça sıkı bir şekilde bir araya gelmeleri yumurtaların ısılarını birbirlerine yayarak birbirlerini sıcak tutmaları anlamına gelir.

Ayrıca bu şeklin tavuk açısından da bir avantajı vardır. Yumurtanın tavuktan dışarı itilmesi için ideal şekildir. Yumurtalar yumurta kanalı boyunca ilerler ve kuyruğun hemen altında bulunan havalandırma deliği adı verilen bir bölümden çıkar. İlk küt olan uç çıkacak şekilde yumurta kanala yerleşir. Bir yumurtanın sivrilen ucu, küt olan ucundan daha fazla yüzey alanına sahip olduğu için bu şekil yumurtlamak için tavuğa kolaylık sağlar. Aynı zamanda yuva tipi ve kuluçka boyutu gibi geleneksel olarak çağrılan ekolojik açıklamaların, geniş bir taksonomik ölçekte belirli yumurta şekilleri ile tutarlı bir şekilde ilişkili olmadığını bulmuşlardır.

Kaynakça
  1. Carter, T. C. (1977). The hen’s egg: Relationship of mean strain energy at shell fracture to shell compression speed, the nature of the compressing body and the location on the shell of the point of contact. British Poultry Science, 18(2), 205–211. doi:10.1080/00071667708416352 
  2. https://www.youtube.com/watch?v=Xckhg7Ns8so&ab_channel=SpanglerScienceTV
  3. Lemay EP, Clark MS. "Walking on eggshells": how expressing relationship insecurities perpetuates them. J Pers Soc Psychol. 2008 Aug;95(2):420-41.
  4. Oyen, M.L. Multiscale Mechanics of Eggshell and Shell Membrane. JOM 73, 1676–1683 (2021).
  5. Barta, Z., & Szekely, T. (1997). The Optimal Shape of Avian Eggs. Functional Ecology, 11(5), 656–662.
  6. Stoddard, M. C., Yong, E. H., Akkaynak, D., Sheard, C., Tobias, J. A., & Mahadevan, L. (2017). Avian egg shape: Form, function, and evolution. Science, 356(6344), 1249–1254.
  7. https://www.abc.net.au/science/articles/2012/05/01/3492086.htm
Benzer Makaleler
Ay Denizlerdeki Suyu Nasıl Çeker?
2023 Nobel Fizik Ödülü: Attosaniye Nedir?
Mavi Işık Filtreli Gözlükler Gözümüzü Nasıl Koruyor?
Karanlık Enerji Nedir?
Değişimin Tanımı: Maddenin Halleri
Küçük Parçacıkların Büyük Etkisi: Heisenberg Belirsizlik İlkesi
Çernobil Nükleer Felaketi Nasıl Gerçekleşti?
Elektrik Nedir ve Nasıl Keşfedilmiştir?
Rüzgar Tulumu Nasıl Çalışır?
Bumerang Nasıl Çalışır?
ANASAYFA
RASTGELE
KATEGORİLER
POPÜLER
EN YENİLER