Evrenin en büyük sırlarına dalmak heyecan verici olsa da, bazen günlük hayatımıza dair daha temel lakin eğlenceli soruların cevaplarını ararız. “Neden atlar üzere zebralara da binmiyoruz?” üzere soruların yanı sıra, sıkça merak edilen bahislerden biri de insanların tuzlu suda neden daha kolay yüzebildiğidir.
Bu durum, bilhassa dünyanın en tuzlu su kütlelerinden olan Ölü Deniz’de yahut Mısır’daki Siwa vahası üzere yerlerde besbelli bir biçimde gözlemlenir. Tuzlu suda daha kolay yüzmenin gerisindeki fizikî nedeni anlamak için, öncelikle kaldırma kuvveti ve yoğunluk kavramlarını kısa bir halde incelemekte yarar var. Bu temel bilim prensipleri, hepimizin okulda öğrendiği lakin vakitle unuttuğu, anlaşılması nispeten kolay kavramlar.
Kaldırma kuvveti, bir akışkanın, yani hava dahil olmak üzere akabilen her unsurun içindeki tüm cisimlere uyguladığı üst taraflı kuvvettir. Bu kuvvet, akışkanın derinliklerine inildikçe basıncın artmasından kaynaklanır. Akışkan içindeki bir cismin alt kısmındaki basınç, üst kısmındakinden daha yüksek olduğu için, net bir üst hakikat kuvvet ortaya çıkar. Arşimet ilkesi ise, bir akışkana batırılmış yahut kısmen batırılmış bir cismin maruz kaldığı kaldırma kuvvetinin, yerini değiştirdiği akışkanın yüküne eşit olduğunu belirtir.
Bir cismin yüzüp yüzmeyeceği, üzerindeki kaldırma kuvvetinin, cismin aşağı hakikat uyguladığı kuvvetten, yani tartısından büyük olup olmadığına bağlıdır. Cismin yoğunluğu sudan daha az ise yüzer, daha ağır ise kuvvetler eşitlenene kadar batar.
İnsan bedeni, tuz ve yoğunluk
İnsan bedeninin yaklaşık yüzde 60’ı sudan oluştuğu için, bizler tatlı suda yüzebiliriz. Bedenimizin yoğunluğu sudan yalnızca biraz daha düşüktür. Bedendeki su oranı şahıstan şahsa değişir; örneğin bebekler en yüksek su oranına (yaklaşık %78) sahipken, yetişkin bayanların yağ dokusu daha fazla su içermediği için su oranı yetişkin erkeklerden daha düşüktür. Ayrıyeten akciğerlerimizin ne kadar hava ile dolu olduğu üzere faktörler de kaldırma kuvvetimizi direkt tesirler.
Peki, suya tuz eklediğimizde ne olur? Tuz, suyla karıştırıldığında moleküler seviyede çözünür. Tuz bileşiklerindeki iyonik bağlar, suyun kovalent bağları tarafından ayrıştırılır ve tuz suya karışır. ABD Jeoloji Araştırmaları Kurumu’nun açıkladığı üzere, tuzun suya karışması, su ve tuz moleküllerinin zıt taraflarında olumlu ve negatif yükler bulunmasından kaynaklanır.
Tuzlu suda yüzmenin daha kolay olmasının karşılığı da bu karışımda gizlidir. Tuz, suyun yoğunluğunu ve münasebetiyle üzerinize tesir eden üst gerçek kaldırma kuvvetini de artırır.
Örneğin, saf suyun yoğunluğu metreküp başına yaklaşık 1.000 kilogram iken, çok tuzlu bir göl olan Ölü Deniz’in yoğunluğu metreküp başına yaklaşık 1.240 kilograma ulaşır. Bu ekstra yoğunluk, kaldırma kuvvetini o kadar artırır ki, Meyyit Deniz’de batmak neredeyse imkansız hale gelir.
Tuzun eklenmesiyle artan yoğunluk, bedenimizin yerini değiştirdiği suyun tartısını artırır ve Arşimet unsuru gereği, bize uygulanan kaldırma kuvveti yükselir, bu da daha az uğraşla yüzmemizi sağlar.
