Ölçeklendirme Yasaları Nedir?

Ölçekleme yasaları bilim ve mühendislikte bir kavramdır. Göz önünde bulundurulan ölçeğe (boyuta) bağlı olarak büyük ölçüde değişen değişkenleri ifade eder. Örneğin, 2 tonluk bir araba ile aynı mühendislik varsayımlarını kullanarak 50 tonluk bir maden aracı inşa etmeye çalıştıysanız, muhtemelen hiç çalışmayan bir araçla karşılaşırsınız. "Ölçeklendirme yasaları" terimi genellikle alışılmadık derecede büyük veya küçük bir yapının tasarımı göz önüne alındığında ortaya çıkar, bu nedenle tipik boyutlu yapıların ilkelerini alışılmadık büyüklükteki yapılara genişletmek için dikkatli düşünmek gerekir.

Bazı ölçeklendirme yasaları basittir. Örneğin, "üç boyutlu bir yapı için, hacim doğrusal boyutların küpüyle artar." Bu basitçe, doğrusal boyutlarda her 10 kat artış için, yapının hacminin 1000 kat artması anlamına gelir. Bu, makine veya yapı tasarımı için önemlidir: bir su kulesinin kapasitesini iki katına çıkarmak istiyorsanız, yalnızca Doğrusal boyutlar, iki katına değil, birkaç düzine kadardır. Basit ama doğru.

Ölçeklendirme yasalarının daha karmaşık varyasyonları vardır. Ölçeklendirme yasalarının en ilginç belirtilerinden bazıları, mühendislerin hem küçük ölçeklerden kaynaklanan olağandışı özelliklerle başa çıkması hem de istismar etmeleri gereken mikroteknoloji ve nanoteknoloji alanlarında bulunmaktadır. Mikroakışkanlarda, bu olağandışı özelliklerden bazıları laminer akış, yüzey gerilimi, elektroliz, hızlı termal gevşeme, elektriksel yüzey yükleri ve difüzyondur. Örneğin, boyutları yaklaşık yarım milimetreden daha küçük olan akışkan bölmelerinde, akış laminerdir, yani iki yakınsak kanal türbülansta makro ölçekte olduğu gibi karışamaz ve bunun yerine difüzyonla karıştırılmalıdır. Burada ölçeklendirme yasalarının birçok örneği vardır.

Bazı özellikler ölçeğe bakılmaksızın muhafaza edildiğinde, ölçeğe değişmez denir. Örnekler, çığ olgusu, elektriksel yalıtkanlarda aşınma ve yıpranma, düzensiz ortam yoluyla akışkanların sızması ve çözelti içindeki moleküllerin yayılması da dahil olmak üzere tüm boyut ölçeklerinde meydana gelen her şeyi içerir. Fizik ve mekanik hakkında daha fazla şey öğrendikçe, ilginç yeni ölçek değişmez fenomenleri keşfederiz. Genel olarak, çoğu fiziksel özellik ölçeğe göre değişir.