NFL Esintili Küçük Bir Fizik Dersi

NFL yarı finallerinde canımız Patriots'umuz Indianapolis beygirlerini 45-7 gibi bir skorla dağıttıktan sonra bir küçük skandal ortaya çıktı. Patriots'un maçta hücum ederken kullandığı topların NFL spesifikasyonlarından az şişirildiğini ve bunun da Patriots’a yağışlı havada avantaj sağladığı iddiasıyla bir soruşturma başlatıldı. Gerçekten de Patriots’un hücum ederken kullandığı 12 toptan 11’inin düşük basınçta olduğu, çoğunun asgari 12.5 lbs/in2 yerine 10.5 lbs/in2 basınçta olduğu belirlendi (durum farkedilince toplar devre arasında değiştirilmişti). 

Patriots, 2007'de Spygate diye bilinen skandal sonucunda ezik NY Jets'in takım taktiklerini maç esnasında kameraya kaydettiği için suçlu bulunmuş, bazı draft haklarından mahrum edilmiş ve koç Bill Belichick de ayrıca 500.000 dolar cezaya çarptırılmıştı. O nedenle başarılarımızı çekemeyenler tarafından hep şüpheli bulunuruz. Bu defa da "söndürmek" kelimesinden hareketle olaya "Deflategate" adı verildi. 

Şimdilik savunulacak tek noktamız havanın çok soğuk olmasından dolayı topların havasının azaldığı. "Hadi lan!!" demeyin, dinleyin:

Fiyakalı bir kimya mühendisi olarak, öncelikle, siz ölümlülere "ideal gaz kanunu"nu hatırlatarak işe başlayayım:

P.V=n.R.T 

(P:Basınç, V:hacim, n:molekül sayısı, R:gaz sabiti, T:sıcaklık)

Konumuzla tam ilgisi olmasa da ideal gaz kanununu severiz, herkes de sevsin.

Bir de, bu kanunla ilgili olan ve eşitlik durumunu inceleyen Gay-Lussac kanunu vardır. Topun iç hacmi (V) ve içindeki gaz kütlesinin (yani molekül sayısı "n"in) miktarı sabitse (ki biz Colts'u evire çevire yenerken öyleydi) 

P1.V=n.R.T1 

durumu sıcaklık değiştiğinde 

P2.V=n.R.T2 

olur. Gay-Lussac ve ilköğretim öğrencileri bile bu durumda formülün

P1/T1 = P2/T2 

haline dönüşeceğini bir çırpıda anlar (araba lastik hava ölçümünün de lastikler soğukken yapılması bu nedenle önerilir, mersi).

Yani formülün son halinden ne anlıyoruz? Sabit hacimde sıcaklık azaldıkça basınç da azalır. Hiç anlamayana çizerek de anlatırız:

Pressure (Basınç)
Absolute Temperature (veya Absolut Vodka)

NFL’de futbol topunun 12.5 - 13.5 lb/in2 basınç aralığında olması istenir (1 atm=14.7 lbs/in2). Topların oda sıcaklığında (25 oC) izin verilen minimum basınca kadar (12.5 lbs/in2) şişirilip maçın da 10 oC’de oynandığını kabul edersek  şuradaki çözüme göre topun basıncı 11.8 lbs/in2’ye düşer. Yani top havanın soğuması nedeniyle basıncını kaybeder. 

Buraya kadarını ben açıkladım, sadece 1.3 lbs/in2 fark kaldı. Onu da Patriots açıklasın. Tarlaları sulamıştık falan demezler umarım.