Neler yeni
İslami Forum, Dini Forum, islami site, islami sohbet, radyo, islami bilgiler

İslam-tr.org'a hoş geldiniz! Hemen üye olun ve kendi konularınızı, düşüncelerinizi paylaşarak bu platforma katılın. Oturum açtıktan sonra, İslam dini, tarih ve güncel konularla ilgili paylaşımlarda bulunabilirsiniz.

Video Giden Araçta Zıplayıp Aynı Yere Düşme Deneyi

Abdulmuizz Fida Çevrimdışı

Abdulmuizz Fida

فَاسْتَقِمْ كَمَا أُمِرْتَ
Admin
Giden Araçta Zıplayıp Aynı Yere Düşme Deneyi

Bu konu hakkında şunlar söylenmektedir:

Dünya Dönüyorsa, Zıpladığımızda Neden Başka Bir Noktaya Düşmüyoruz

29202



Dünya'nın Dönüşünü Neden Hissetmiyoruz?
Dünya, saniyede 460 metre hızla dönüyor olsa da, 12.742 kilometrelik çapa sahip devasa bir gök cismi için bu hızın yüzeydeki açısal hızı aşırı küçüktür. Ne kadar küçük? Şöyle düşünün: Dünya, tüm hızına rağmen, öyle yavaş dönüyor ki, 1 tam turunu tamamlaması tam 24 saat sürüyor!

Yani Dünya'nın dönüşünü hissetmemizin ana sebebi, esasında dönüşün açısal olarak aşırı yavaş olmasıdır. Dünya'nın kendi etrafında 1 saniyede sadece 0.00416666654 derece döner (1 tam dönüş 360 derecedir). Bu da 1 saatte 15 derece civarı eder. Bu da, muhtemelen şu anda baktığınız bilgisayar ekranının bir kenarından, diğer kenarına kafanızı 1 saatte çevirmenize eşdeğer bir hızdır!

Dünya Dönüyorsa Neden Hiç Hissetmiyoruz?

Bu, bizler bir otomobile ya da uçağa bindiğimizde yaptığımız yolculuk ile konsept olarak aynı şeydir. Yakın bir örnek vermek gerekirse, bir jumbo jet (büyük jet uçağı), Dünya'mızın Ekvator'da ölçülmüş kendi etrafındaki dönüş hızının yaklaşık yarısı kadar bir hızda (800 km/h) yolculuk yapabilir. Bu hızı ikiye katladığımızda, yine uçağın içindeki biz, bir şey hissetmeyecektik.

Gözlerimizi kapattığımızda, hiç de uçuyormuşuz gibi hissetmeyecektik. Uçuş görevlisi, çayımızı ya da eğer ağzımızın tadını biliyorsak, frambuaz ve ananas karışımı meyve suyumuzu getirdiğinde, bardak ya da karışımın bulunduğu kap, uçağın arkasına uçup duvara yapışmayacaktı. Bunun sebebi, bardağın, karışımın bulunduğu kabın, görevlinin ve sizin aynı oranda hareket ediyor olmanızdır.

Aynı şekilde, Dünya da belirli bir hızda hareket ediyor ve hepimiz ona ayak uyduruyoruz. Şimdi jumbo jet örneğine geri dönelim. Pilot, uçağa aniden hız versin ve aniden yavaşlatsın. Önce koltuğumuza yapışırız (bu sırada meyve suyumuz ve elbisemiz için mutluluklar dileriz) ve sonra koltuğumuzla aramıza belli bir mesafe girer. Bu değişimler, eğer Dünya da aynı şekilde hızlanıp yavaşlayabilseydi, tarafımızdan kesinlikle hissedilecekti! Ancak söylediğimiz gibi, Dünya, Güneş etrafındaki hareketine düzenli biçimde devam ettikçe, biz de bir yolcu gibi davranmaya devam edeceğiz.

Dünya Hızla Dönüyorsa, Zıpladığımızda Neden Başka Bir Noktaya Düşmüyoruz?

Bunun çok basit bir nedeni var: Siz de Dünya ile birlikte saniyede 460 metre hızla dönüyorsunuz ve bu hız, zıpladığınızda sıfırlanmıyor. Yerden fırladığınız anda, halihazırda zaten doğu-batı yönünde 460 metrelik bir hıza sahipsiniz. Bu, sıçramanızın en üst noktasına ulaştığınızda da (ve yükselme ile alçalma boyunca da) aynen korunuyor; dolayısıyla birebir aynı noktaya düşüyorsunuz.
Dahası, içinde bulunduğunuz atmosfer de Dünya ile birlikte dönüyor. Atmosfer akışkan olduğu için, daha üst katmanları daha alt katmanlarına göre daha yavaş dönüyor; ancak sizin zıpladığınızda (hatta bir uçağa bindiğinizde) eriştiğiniz noktalar, Dünya ile pratik olarak aynı hızda dönmekte. Dolayısıyla tıpkı bir arabada veya trende elmayı havaya fırlattığınızda elma geriye doğru fırlamıyorsa (çünkü elma da, araç içindeki hava da sistemin bir parçası ve aynı hızla hareket ediyorlar), siz de zıpladığınızda herhangi bir yere gidemiyorsunuz.

Trampolindeki Gencin Fiziksel Analizi
Traktörün hareketine rağmen gencin geride kalmamasının nedeni, traktörün (ve dolayısıyla trampolinin) ileri yöndeki momentumunun her temas sırasında gencin vücuduna aktarılmasıdır.

Genç, daha zıplamaya başlamadan önce, hareket halindeki sistemin bir parçasıdır. Dolayısıyla o anda araç hangi hızla gidiyorsa, gencin yataydaki hızı da aynı olacaktır. Eğer araç sabit hızla bir yöne doğru saatte 50 kilometre hızla gidiyorsa, gencin zıplamaya başlamadan önceki hızı da saatte 50 kilometre ile aynı yöndür.

Zıpladığı anda da bu değişmez: Sistemin parçası olduğu için, trampolin ile teması kesildiği anda, kendisinin aynı yöndeki hızı korunur. Tek fark, trampolinin gergin yaylarının uyguladığı yukarı yöndeki kuvvettir. Bu kuvvet sayesinde yerden yükselir; ancak yataydaki hızı değişmez (aslında biraz değişir; ancak bunun aracın hızıyla doğrudan bir ilgisi yok).

Daha sonradan trampoline yeniden temas ettiği anda, sürtünme kuvveti nedeniyle hareket halindeki sistemle yeniden bir bütün haline gelir. Newton'un temel ilkeleri ışığında aracın hızına yeniden %100 eşitlenir ve bu döngü bu şekilde devam eder.

Bunu mümkün kılan şey, parçalar arasındaki sürtünme kuvvetidir. Eğer genç ile trampolin arasında sürtünme kuvveti olmasaydı, temas anında momentum aktarımı da yapılamazdı; dolayısıyla bambaşka bir fizik görürdük.

Sık Unutulan Kuvvet: Hava Sürtünmesi
Yukarıda gencin hızının sıçrama boyunca sabit kaldığını söylemiş olsak da, bir kuvvet işi bozar: Hava sürtünmesi. Havanın sürtünmesi; sürtünme katsayısı, havanın özkütlesi, cismin hızı ve cismin düşey alan kesidinin büyüklüğü ile doğru orantılı olarak artan bir kuvvettir. Kafanızı karıştırmamak adına şöyle özetleyelim:

  • Eğer daha yoğun bir akışkan içinde (örneğin hava yerine su içinde) hareket ediyorsanız, direnç kuvveti daha yüksek olacaktır.
  • Eğer hızınız daha yüksekse, üzerinizdeki hava sürtünmesi kuvveti de daha yüksek olacaktır.
  • Eğer daha iri bir cisimseniz, hava sürtünmesi kuvveti de daha yüksek olacaktır.
Yukarıdaki videoda dikkat edecek olursanız aracın hareket ettiği yönde, üzerinde diğer gençlerin oturduğu iki adet tahtadan duvar inşa edilmiş. Bunun nedeni, hem düzeneğe yapısal bir direnç sağlamak, hem de hava sürtünmesini en aza indirmek... Çünkü hava sürtünmesi, zıplayan gencin her seferinde birazcık (bu örnekte sadece 1-2 santimetre) geriye kaymasına neden olacaktır. Eğer bu miktar yeterince küçükse, doğru vücut hareketleriyle bu düzeltilebilir.

Ancak dikkat edin: Bu ufak geriye kaymanın nedeni aracın ileri doğru gidiyor olması değildir; havanın sürtünme kuvvetidir. Öyle ki, sürtünme kuvveti olmasaydı, araç saatte 100.000 kilometre hızla gidiyor olsaydı da genç, birebir aynı noktaya düşerdi! Çünkü gencin zıpladığı andaki yatay hızı da yine saatte 100.000 kilometre olurdu. Ancak böylesi devasa bir hızda, sürtünme kuvveti de aşırı büyük olacağı için; hız arttıkça bu deneyin başarı oranı da düşecektir.

Hava sürtünmesinin etki edeceği bir diğer unsur da trampolinden dikeyde ne kadar uzaklaşıldığıdır. Eğer genç, ekstrem bir durumda 2-3 saniyeliğine değil de, 20-30 saniye boyunca trampolinden ayrılsaydı, ufak düzeydeki hava sürtünmesi kuvveti bile onu trampolinin alanından dışarıya denk gelecek kadar geriye itebilirdi! Fakat tekrar ediyoruz: Bu başarısızlığın nedeni aracın hızlı gitmesi değil; sürtünme kuvvetinin daha büyük olmasıdır. Vakumlu bir ortamda istediğiniz hızda, istediğiniz yükseklikte zıplayabilirdiniz ve birebir aynı noktaya düşerdiniz!

Yukarıdaki sürtünme kuvvetini etkileyen faktörlerle ilgili verdiğimiz özetten de anlayabileceğiniz gibi, sürtünme kuvvetinin şiddetini değiştirmek için sürtünme katsayısı, havanın özkütlesi, cismin hızı ve cismin düşey alan kesidinin büyüklüğü parametrelerini değiştirebilirsiniz. Örneğin vakumlu bir ortamda hava özkütlesi sıfır olacağı için, sürtünme kuvveti de sıfır olacaktır. Benzer şekilde, eğer genç yüz üstü değil de, ayakta durduğu pozisyonda sıçrayacak olursa, hava sürtünmesinin etki edeceği yüzey alanı daha geniş olduğu için daha çok geriye itilecektir (vakumlu bir ortamda bu etkiyi de göremezdik). Son olarak, eğer araç çok hızlı gidecek olursa, dolayısıyla gencin yataydaki hızı çok yüksek olursa, sürtünme kuvveti de o kadar büyük olacaktır ve genç, trampolinin kapladığı alanın dışına (gerisine) düşecektir. Ama yine: Bunun sebebi hızın kendisi değil, sürtünme kuvvetinin büyüklüğüdür! Unutmayın: Vakumlu (dolayısıyla hava sürtünmesiz) ortamda, istenirse saatte 100.000 kilometreyle bile gidilebilir ve genç yine aynı noktaya düşer.

Enerji Kaybını Önlemek...
Trampolinin etrafındaki iki genç, bacakları ile her sıçramada ek enerji eklemektedir. Çünkü trampolinin yaylarındaki düzensizlikler ve kusurlar ile, sürtünme kuvvetinin etkisi nedeniyle her sıçramada bir miktar enerji kaybı yaşanır. Bu kaybı, zıplayan gencin kolları ile karşılayacak güçtür. Yani o ikilinin görevi, trampolinin her seferinde yaklaşık olarak eşit enerji ile genci fırlatmasıdır. Böylece zıplayan gencin ek bir kuvvet uygulamak ile uğraşmasına gerek kalmaz. Böylece genç, traktör ilerlerse bile her seferinde trampolin üzerine düşebilir.

Hız Değişirse Ne Olurdu?
Tabii eğer traktör aniden duracak veya hızlanacak olursa (yani işin içine ivme girerse) işler değişirdi. Çünkü genç, sistemden (traktör ve trampolin sisteminden) ayrıldığı anda, sistem hızlanmaya veya yavaşlamaya devam ederdi; ancak bu hız değişimi gence aktarılamazdı. Dolayısıyla işin içine ivme girecek olursa, gencin düştüğü nokta da kaçınılmaz olarak değişecektir.


Bu noktanın ne miktarda değişeceği, ivmenin büyüklüğüne bağlıdır. Eğer sıçradığı anda traktör tam güçle gaza veya frene basıp, muazzam bir ivme yaratacak olursa, genç de sahib olduğu yatay hızla yoluna devam edecek ve trampolinin dışına düşecektir. Elbette, yeterince uzun bir trampolin kullanılırsa veya ivme o kadar da büyük olmazsa, yine trampolinin genel alanı içine düşme ihtimali vardır. Ancak ivme dahil olduğunda düşülen noktanın değişmesi kaçınılmazdır.

Benzer şekilde, eğer genç zıplamaya başladığında traktör hareketsiz idiyse; ancak tam zıpladığı anda hızlanmaya başlarsa, elbette genç yine yere düşecektir (veya en azından aynı noktaya düşemeyecektir).

Dünya'da Zıpladığınızda Olanlar
İşte aynı nedenlerle Dünya'da zıpladığınızda da farklı bir yere düşmezsiniz. Yer, ayaklarımız altında kayıp gitmez, çünkü Dünya'nın kendi etrafında dönüş hızı, aynı zamanda bizim hızımızdır. Atmosfer de Dünya ile birlikte döndüğü için, sabit bir yerde zıplıyor gibi hissederiz. Halbuki Dünya, saniyede 460 metre hızla dönmektedir; ama biz de ve atmosfer de bu hızla dönmekteyiz

Bunu hissetmiyoruz, çünkü Dünya devasa bir gök cismi. Şunu düşünün: Dünya, büyüklüğüne göre öyle yavaş dönüyor ki, 1 tam turunu 1 günde tamamlıyor! Bu, aşırı yavaş bir dönüş! Bir basketbol topunu 1 günde 1 tur atacak şekilde döndürdüğünüzü düşünün!

Dünya'nın hızı kulağa büyük gelse de, çapı 12742 kilometre olan bir cisimden bahsettiğimiz için "açısal hız" aşırı küçük ve üzerindeki 1.5-2 metrelik canlılarca hissedilemez oluyor.

Tabii ki, tıpkı yukarıdaki videodaki traktörün zıplama sırasında hızının değişmesi (yani ivmelenmesi) durumunda olduğu gibi, Dünya da eğer hız değiştirecek olsaydı, bundan muhakkak etkilenirdik.

Hızlı Bir Trende veya Arabada Zıpladığınızda Olanlar
Benzer bir durumu hızla giden bir trende veya arabada da görebilirsiniz. Eğer arabanın içinde giderken, elinizdeki elmayı aracın içinde havaya fırlatacak olursanız, elma gerisingeri elinize düşecektir. Çünkü sizin, elmanın ve araç içindeki havanın hızı, arabanın/trenin o anki hızıyla birebir aynıdır. Benzer nedenlerle hızlı bir tren ya da araba içindeki sinekler de arka cama yapışmazlar; çünkü hava da tren/araba ile aynı hızda gitmektedir.

Bunu, aracın dışında (örneğin camından sarkarak) elmayı yukarı fırlattığınızda da deneyimleyebilirdiniz; ancak bu durumda artık hava, aracın bir parçası olmadığı için, hava sürtünmesi nedeniyle fırlattığınız elma da (hele ki araç çok hızlı gidiyorsa) geriye doğru gidecektir. Bunun nedeni aracın hızı değil, sürtünme kuvvetinin aracın hızına bağlı olarak (dolayısıyla elmanın ilk hızına bağlı olarak) büyük olmasıdır.

Öte yandan, araç içinde giderken ön camı ve arka camı sökecek olursanız, dolayısıyla araç içinde hava akımı yaratacak olursanız, elbette elmanız veya sinekler de arka cama doğru hareket edebilecektir.


Yazının alıntı linki:



 
U Çevrimdışı

Ubeydullah

İyi Bilinen Üye
İslam-TR Üyesi
Dünya yuvarlak olduğuna göre yani geoit bir yerden başlayıp dümdüz gidersek olduğumuz konuma geri döner miyiz ?
 
U Çevrimdışı

Ubeydullah

İyi Bilinen Üye
İslam-TR Üyesi
Macellan abi bunu yapmadi mi zaten.
Döndü.
İşte burada aklıma bir soru takılıyor.Kıbleye Kabeye dönüyoruz namaz kılıyoruz tam tersi yöne dönüncede kabeye dönmüş olmuyor muyuz? Bu hep aklıma takılan bir soru.Dinde bir kusur aramıyorum haşa yanlış anlaşılmasın.Kusuru yanlış bilinen ve inanılan bilgilerde arıyorum.
 
Alketa Çevrimdışı

Alketa

1 Milyoncu : )
İslam-TR Üyesi
İşte burada aklıma bir soru takılıyor.Kıbleye Kabeye dönüyoruz namaz kılıyoruz tam tersi yöne dönüncede kabeye dönmüş olmuyor muyuz? Bu hep aklıma takılan bir soru.Dinde bir kusur aramıyorum haşa yanlış anlaşılmasın.Kusuru yanlış bilinen ve inanılan bilgilerde arıyorum.


Bak burada çok net açıklamış.

"Özetle "yakın olan taraftan yönelme" olur. Her ülke de kıbleye olan yakınlığına göre yönünü belirler."

 
Üst Ana Sayfa Alt