Yerçekimi İvmesi

Ayşen Aktaş tarafından yazıldı.. Yayınlanma 9. Sınıf Fizik

Yerçekimi İvmesi
Newton’un meşhur ikinci (hareket) kanunu, bir kütleye bir kuvvet etki ettiğinde onun bu kuvvet doğrultusunda kuvvetin büyüklüğü ile orantılı, fakat kendi kütlesi ile ters orantılı şekilde hızlanacağını (yani mevcut hızına, zamanla o oranda artan hız katacağını) söyler. Kütlenin, “atâlet” (tembellik) diye adlandırılan bir özelliğin ölçüsü olması, bu ters orantı yüzündendir. Bir el arabasını kolaylıkla hızlandırabilirsiniz. Ama aynı kuvvetle bunu arabanızda sağlamak uzun zaman alır; çünkü arabanız çok daha “âtıl” yani kütlelidir. Hızlanma mekanik dilinde “ivme”dir. Tenis topunu elimizden bıraktıktan sonra, hava direncini ihmal ederseniz, yerçekimi ona etki eden tek kuvvettir ve aşağı doğrudur. Bıraktığımız anda sıfır olan hızı, her saniye başına saniyede 9,8 m gibi artar ve top hızlanarak yere düşer. Hava direnci gerçekten yoksa (örneğin havası tamamen boşaltılmış bir odada) tenis topu, kuş tüyü ve değirmen taşı hep aynı ivmeyle hızlanır; çünkü birim kütleye etki eden kuvvet olan ivme aynı kalır, bütün cisimler için. İşte bu birim kütleye etki eden yerçekimi kuvvetine yerçekimi ivmesi denir. Uygulanma yeri çoğunlukla Dünya yüzeyi olduğu ve orada kaldığı sürece değeri pek fazla değişmediği için sabit bir ortalama değeri olduğu kabul edilebilir. go= 9,83 N/1 kg = 9,83 (m/s)/s = 9,83 m/s2.
Öte yandan, bir cismin hareketi incelenirken, çoklukla bu hareketin Dünya’ya göre tanımlanması istenir. Böyle olunca da mutlak hareketi (yani uzayda sabit kabul edilebilecek bir referansa göre hareketi) düzenleyen yerçekimi ivmesi değil, Dünya’ya göre hareketi verecek olan ağırlık ivmesi daha uygun bir büyüklük olur. Onun da standart değeri g = 9,81 m/s2′dir. Bundan farklılıklar doğuran yükseklik ve enlemin etkileri çoğu zaman ihmal edilir. Dünya’nın simetrik olmaması, zamanla şeklinin değişmesi gibi nedenlerden gelebilecek düzeltmeler ise çok daha küçüktür.
Hızlı hareketler, kısa sürede hızlanmayı, yani yüksek ivmeyi gerektirir. Atmosfer içi ve ötesi hareket programlarında yüksek ivmeler, m/s2 birimi ile olduğu kadar g değerini birim kabul ederek de ifade edilir. Örneğin, bir uydunun fırlatılmasında, uçak manevralarında 2-3 g’lik ivmeler ağırlığın 2-3 katına çıkacağını müjdelerken, 8-10 g gibi ivmeler insanın dayanma sınırına erişir. Çarpışmalar genellikle çok daha yüksek g’lerle ölçülür. Örneğin, teniste, topun raketle buluşma süresi 1/100 saniye ve topun çıkış hızı 50 m/s ise ortalama ivme nerdeyse 500 g olacaktır.
Ağırlıksız durumlarda ağırlığı temel alan ivme de sıfır olmalı, yani 0 g. O halde neden mikrogravite? Ağırlığın etkilediği (ve bu yüzden ağırlıksız ortama ihtiyaç gösteren) doğal konveksiyon, tabakalaşma gibi olaylar içeren işlemlerde, çok küçük de olsa, ağırlık, yüzey gerilimi, elektrostatik kuvvetler gibi faktörler ayrıntılı olarak bilinmelidir. Bir uzay istasyonunda yer çekiminin kabinin “altında” ve “üstünde” farklı değerlerde olması, personelin hareketi, istasyonun dönmesi veya teorik yörüngeyi tamı tamına izlememesi yüzünden g değeri sıfırdan farklıdır ve sınırlarının bilinmesi gerekir. Erişilebilecek küçük değerler, bir düşme kulesinde 10-5 g, balistik yörüngede uçan bir uçakta 10-3 g, uzay mekiğinde 10-6 g (personel uykuda) ile 10-3 g (çalışırken) arasında olabilir

Kütle (m): Bir maddenin sahip olduğu madde miktarına kütle denir. Kütle “m” harfi ile gösterilir.
Kütle, bir cisimdeki madde miktarının ölçüsüdür. Aynı zamanda cismin hareket etmeye karşı gösterdiği direnç olarak da adlandırılabilir. Kütle her yerde aynı değere sahiptir.
Kütlenin SI birim sistemindeki birimi kilogram'dır. Bu kg. olarak kısaltılır. Kullanılan diğer birimler gram, ton ve pound'dur. Görelilik teorisine göre duran kütle m ile enerji E arasında E = mc2 bağlantısı olduğundan enerji birimi olan elektronVolt (eV) da kütle için kullanılabilir. Özellikle kütle ve enerjinin birbirine dönüşebildiği parçacık fiziğinde eV sık kullanılmaktadır. (yaklaşık 1 eV=1.783 × 10-36 kg).

Hacim (V): Bir maddenin uzayda kapladığı yere hacim denir. Hacim “V” harfi ile gösterilir. SI sisteminde birimi m3 dür.

Özkütle (d): Bir maddenin birim hacminin kütlesine özkütle denir. Özkütle “d” harfi ile gösterilir.
Maddelerin 1 cm3’ünün gram cinsinden kütlesine öz kütle denir. Öz kütle (d) ile gösterilir.
Kütle (m) ve hacim (V) arasında d=m/v bağıntısı vardır. Öz kütlenin birimi g/cm3 dür.
Saf maddelerin (element ve bileşik) öz kütleleri sabittir. Karışımların öz kütleleri ise sabit değildir.
Bir maddenin öz kütlesinden söz ederken sabit bir sıcaklıktaki öz kütlesinden söz edilmelidir. Sıcaklık değiştiğinde maddenin hacmi değişeceğinden öz kütlesi de değişir. Özellikle gazlardaki değişiklik daha belirgindir.
Öz kütle, maddenin karakteristik özelliği olmasına rağmen yalnız öz kütlesi bilinen bir maddenin hangi madde olduğu anlaşılamayabilir. Bir maddenin hangi madde olduğunun anlaşılabilmesi için birden fazla ayırt edici özelliğinin incelenmesi gerekir.
Kütlesi artan bir maddenin hacmide artar dolayısıyla,Hacimle kütle doğru orantılı değiştiği için öz kütle değişmez.

Özağırlık (ρ): Bir maddenin birim hacminin ağırlığına özağırlık denir. Özağırlık “ρ” harfi ile gösterilir.

d=m/V
ρ=G/V

Yorum ekle


Güvenlik kodu
Yenile

Benzer İçerikler