şükela:  tümü | bugün soru sor
  • baslik karakter kisitlamasi yuzunden boyle acmak zorunda kaldim.

    is bu entry ile merkezkac kuvveti, eylemsizlik kuvvetleri ve merkezcil kuvvet hakkinda hayat boyu anlamadiklariniz sonunda anlasilir hale gelecektir.

    simdi bu cok bariz bir soru gibi gorunse de fizik bolumu mezunu olan arkadaslarimdan bile ilk basta cevaplayamayan bir cok kisi olmustur.

    burda micro gravity'i saymiyoruz neden dunyada ki gibi bir cekim yok onu anlatacagim.

    1.ilk dusunceniz muhtemelen istasyon uzak oldugu icin orda ki yercekimi kuvvetinin az olmasidir.

    bu yanlis cunku, istasyon dunya tarafindan surekli olarak cekilmekte oldugu icin etrafinda donuyor. yani orda cekim cok az olsa zaten o istasyon dunyanin etrafinda donmez, uzayin bosluguna ucar giderdi. ozaman uzay istasyonu yercekiminden etkilenirken icinde ki astronotlar niye yercekimsiz hayat yasiyorlar?

    2. ikinci yanlis dusunceniz ise uzay istasyonu daha buyuk diye yer cekiminden etkileniyor ama astronotlar etkilenmiyor olabilir.
    bu da yanlistir yer cekiminin hizlandirma miktari kutleden bagimsizdir. yani 100 kilo demirle 1 gram demiri ayni yukseklikten atarsak ayni anda yere duserler. yani sebep bu da degil.

    3. asil neden.
    gercek nedeni anlamak icin ilk once donme hareketini anlayalim.

    dunyanin etrafinda donen bir cismin hizinin yonune her zaman dik yonde ve dunyaya dogru olan yonde bir kuvvet uygulanir, bu yercekimi kuvvetidir. baska hic bir kuvvet yoktur. bu yuzden cisim surekli yon degistirir. yani dunyanin etrafinda doner .

    biraz daha acayim. kuvvet hizin yonune dik uygulandigi icin cismin yonunu degistirir.
    simdi duz bir yolda yuruyorsunuz. sonra her 10 metre de bir diyelim ki 90 derece saga donuyorsunuz. ozaman kare seklinde bir yorunge cizersiniz.
    simdi diyelim ki 5 metrede bir 45 derece saga donuyorsunuz. ozaman yorungeniz sekizgen olur.
    boyle boyle artiralim her 0.00001 metrede 0.000001 derece saga donuyorsunuz. bu sefer daireye benzer bir cokgen sekilnde bir yorungeniz olur.

    aynen dunyanin etrafinda birseyin donmesi gibi. dunyanin etrafinda birsye donerken dunya her 0.000......1 metrede bir, o donen seyi saga saptirir, 0.000.......1, derece boylelikle o donme hareketi olusur.

    simdi gelelim diger bir onemli konuya; hayali kuvvetlere.
    dusunelim ki bir tren var, trenin icinde ayakta duran bir adam var bu a olsun.
    b : trenin icine yapismis adam.
    c: olayi uzaktan izleyen adam.
    simdi tren hizlaniyor ve trenle a arasinda surtunme yok.
    o zaman tren a'nin altindan kayip gider.

    1.c a'yi duruyor gorur.
    2.b a'yi diger yone hizlaniyor gorur yani ustunde kuvvet var gorur.
    yani b'ye gore a'nin ustunde kuvvet vardir fakat c ye gore a nin ustunde kuvvet yoktur.
    bu na hayali kuvvet denir ya da eylemsizlik kuvveti denir, ve bu kuvvetler sadece ivmelenen sistemin icindekiler tarafindan gorunur.
    yani aslinda a'nin ustunde hic bir kuvvet yoktur. ama b kuvvet varmis gibi gorur.

    simdi gelelim asil olaya.
    merkezkac kuvvetine:
    demin ki tren orneginde ki gibi bir kuvvettir merkezkac kuvveti ivmelenen sisteme disari bakan adam tarafindan gorulmez sadece ivmelenen sistemin icinde ki adam gorur.
    ilk once bu gif e bakiyoruz. https://seyler.ekstat.com/…z-636099659873585483.gif
    simdi bu sitemde araba viraj aliyor .
    arabanin icinde arabayla beraber gittigimizde kasete bir kuvvet uygunaliyormus gibi goruruz. fakat disardan baktigimiz kasetin ustunde hic bir kuvet yok goruruz.
    yalniz burda f merkezcil yok yani araba viraj aliyor araba birseyin etrafinda yukarda anlattigim kuvvet yuzunden donmuyor.
    simdi dunyanin etrafinda donen bir seyin icinde oldugumuzu var sayalim. bizim baktigimiz sekilde duruyormus gibi hissederiz, ve dunya sanki bizim etrafimizda donuyormus gibi hissederiz.
    bunun nedeni araba orneginde ki merkez kac kuvettini hissetmemizdir cunku ivlemenen sistemin icindeyiz ve bu kuvvet ile dunyanin cekimi bir birini goturuyormus gibi gelir sanki havada duruyormusuz gibi hissederiz.
    sonuc:
    istasyonda da olan budur istasyonun icinden bakarsak ivmelenen sistemdeyiz. yani merkezkac kuvvetini hissediyoruz. ayni zamanda yer cekimini de hissediyoruz bu ikisi birbirini goturuyor, ve icinde yer cekimi yokmus gibi oluyor; ama uzay istasyonuna uzaktan bakarsak icindeki astronotlarin ve istasyonun ayni hizda dunyanin etrafinda dondugunu goruruz, uzaktan baktigimizda merkaz kac kuvetini gormeyiz hic bir sey birbirini goturmez o yuzden donme hareketini gorururuz.

    not: umarim aciklayici yapabilmisimdir. eger karisik taraflari veya anlasilmayan kisimlar var ise yesillendirin.
  • 500 km uzaklıkta dönen uluslararası uzay istasyonu dünyanın yerçekimine karşı koyabilmek için 27000 km/h hızla dönmektedir. yani iki saatten kısa sürede dünya etrafında bir tam tur dönmektedir.
    şimdi 100km/h hızla giderken basit bir virajı merkezkaç kuvvetinden ötürü alamadığımızı düşün, 500km uzaklıkta da dünyanın bizi nasıl kendisine çektiğinı anlayabilirsiniz.
  • şimdi özetler: merkezkaç kuvveti istasyonu ve içindeki astronotları dünyanın dışına doğru savururken dünyanın çekim kuvveti ise dünyaya doğru çekiyor. bu iki kuvvet birbirine eşit olduğundan yerçekimi etkisiz kalıyor ve koca koca adamlar boyundan posundan utanmadan havada uçuyor, takla falan atıyor.

    not: doğru anladığımdan emin değilim.
  • ingilizce kullanan toplumların sürekli "they're" ile "their"i karıştırması saçma geliyordu. artık gelmiyor. (bkz: thanks sözlük)
  • (bkz: anlamadım bıbıcım)

    yine de sallıyorum yazının bir yerinde geçiyor da olabilir. dünyanın yörüngesinde dönmesinden kaynaklı merkez kaç kuvveti nedeniyle uzaya gitmeyi arzularken tam zıt yönde yer çekimi tarafından dengelendiği için yörüngede sabit dönüyor.

    yani hem yer çekimine maruz kalıyor hem de bu kuvvet merkez kaç kuvveti tarafından sıfırlandığından etkisi astronatlarda gözlemlenmiyor.
  • --- düz mantık mode on ---
    (bkz: serbest düşüş)

    astronotların yer çekimsiz ortamı uzaya gitmeden deneyimleyebilmesi için, uçak ile yüksek irtifaya çıkarılır akabinde yüksek hızlar ile alçalmaya başlanır ve uçağında içinde yerçekimsiz ortam oluşur.

    uzay istasyonlarıda sürekli olarak uzayda düşüş hallindedir bu neden ile yer çekimi olmaz.
    --- düz mantık mode off ---
  • (bkz: hesaplayan adamlar)
    (bkz: mahmut tuncer ile fizik öğreniyorum)

    fg: yerçekimi kuvveti (newton)
    gc: yerçekimi sabiti (6.674e-11 m³/kg.s)
    ge: yerküre üzerindeki yerçekimi ivmesi (m/s²)
    gs: uluslararası uzay istasyonu uzaklığında yerçekimi ivmesi (m/s²)
    ms: uluslararası uzay istasyonunun kütlesi (kg)
    me: yerkürenin kütlesi (5.972e+24 kg)
    vs: uluslararası uzay istasyonunun yörünge hızı (27,600 km/sa)
    { birimleri dönüştürürsek 7.67e+3 m/s eder; yani 24 saat içinde yaklaşık 16 tur atıyor yerküre çevresinde }
    as: merkezcil ivme
    re: yerkürenin yarıçapı (6.371e+6 m)
    ds: uluslararası uzay istasyonunun yerküreden yüksekliği (4.08e+5 m)
    rs: uluslararası uzay istasyonunun yerküre merkezine uzaklığı (m)
    { rs = re + ds = 6.779e+6 m }

    olmak üzere, kütlesi ms olan uluslararası uzay istasyonuna etki eden yerçekimi kuvveti şöyle hesaplanır:

    fg = gc * me * ms / rs²

    yukarıdaki formülde ms değerini dışarıda bırakır ve rs yerine de re koyarsak (yerküre yüzeyinin merkezden uzaklığı), genellikle 9.81 m/s² olarak kabul ettiğimiz yerçekimi ivmesini (ge) hesaplamış oluruz:

    ge = gc * me / re²
    ge = 6.674e-11 * 5.972e+24 / (6.371e+6)² = ~ 9.81 m/s²

    bu yerçekimi ivmesi, uluslararası uzay istasyonunun bulunduğu uzaklıkta ne olur (gs), ona bakalım... yukarıdaki formülde re yerine rs koyuyoruz ve ... :

    gs = gc * me / rs²
    gs = 6.674e-11 * 5.972e+24 / (6.779e+6)² = ~ 8.67 m/s²

    çok da fazla bir değişiklik yok gibi... sadece %11.62'lik bir azalma var. yani bu hesaba göre, 100 kg kütlesi olan bir adam yerküre üzerinde 981 newton yerçekimi kuvveti hissediyorsa, uluslararası uzay istasyonunda da 867 newton yerçekimi kuvveti hissetmeli, öyle değil mi?

    öyle değil işte!!! zira uzay istasyonunun, yerküre çevresindeki dönüş hızı sebebiyle maruz kaldığı merkezkaç kuvvetini hesaba katmadık henüz.

    oturup bu merkezkaç kuvvetini hesaplamadan önce olayı mantık çerçevesinde değerlendirelim:

    (1) uzay istasyonunun dönüş hızının yarattığı merkezkaç kuvveti, yerkürenin uyguladığı çekim kuvvetinden küçük olursa ne olur? istasyon yerküreye doğru düşmeye başlar, değil mi? (hoş, istasyon içindekiler, böyle bir durumda dahi yerkürenin gerçek çekim kuvvetini hissedemez —ta ki yer küreye çarpıncaya kadar; zira istasyon içindekiler de, onlar için referans düzlemi olan uzay istasyonu ile aynı ivmede yerküreye doğru hızlanarak düşmektedir.)

    (2) peki, uzay istasyonunun dönüş hızının yarattığı merkezkaç kuvveti, yerkürenin uyguladığı çekim kuvvetinden büyük olursa ne olur? bu durumda da istasyonun zaman içinde yerküreden uzaklaşması gerek.

    geldik mi zurnanın zırt dediği yere... demek ki neymiş: uzay istasyonunun, yerküre yüzeyinden ortalama 408 km (4.08e+5 m) yukarıda, sabit bir yörüngede, sürekli dönebilmesi için, yerküre çevresinde dönüş hızının yarattığı merkezkaç kuvveti ile yerkürenin istasyona uyguladığı çekim kuvveti birbirine eşit olmalı, öyle değil mi? e, o zaman bu iki kuvvet birbirine eşit ise, yer çekimi kuvvetini de hissetmemek gayet normal. öyle hesap falan bile yapmadan uluslararası uzay istasyonunda yerçekimi neden yok sorusunun cevabına ulaşabiliyoruz aslında.

    inanmadın mı? oturup hesap yapalım... uzay istasyonunun bulunduğu yükseklikte merkezkaç kuvvetinin sebep olduğu merkezcil ivme:
    as = vs² / rs
    as = (7.67e+3)² / 6.779e+6 = ~ 8.68 m/s²

    bu yükseklikteki yerçekimi ivmesini de (gs) 8.67 m/s² bulmuştuk yukarıda zaten (bu kadar yuvarlama hatası normal, bütün değerleri yaklaşık aldık zira).