AĞIRLIK
Ağırlık, bir cisme uygulanan kütle çekim kuvvetidir. Dinamometre ile ölçülür. Ağırlık birimi newton'dur ve kısaca N ile gösterilir.
Dünya'da bir cismi ele alırsak yükseğe çıkıldıkça ağırlık azalır, kutuplara gidildikçe ağırlık fazlalaşır, ekvatora gittikçe ağırlık azalır.
Her gezegenin birim kütleye uyguladığı yerçekimi kuvvetine o gezegenin yerçekimi alan şiddeti (veya yerçekimi ivmesi) denir. Yani yerçekimi ivmesi, 1 kg lık kütlenin o gezegendeki ağırlığıdır.
Örneğin Dünya'nın yerçekimi ivmesi 9.8 N/kg dır. Demekki kütlesi 1 kg olan bir cismin dünyadaki ağırlığı 9.8 N (9.8 Newton). Bu tanımdan hareketle 10 kg kütleli cismin ağırlığının 98 N olması gerektiğini bulabiliriz. o halde ağırlık bulunurken kütle ile yerçekimi alan şiddeti çarpılmalıdır. Bu işlemi sembollerlr ifade edersek;
Kütle: m Ağırlık: G Yerçekimi ivmesi: g ile gösterilirse;
Ağırlık=Kütle*Yer çekimi ivmesi
G = m.g
Kütlesi 1 kg olan bir cisim:
Güneş'te 247.2 N
Merkür'de 3.70 N
Venüs'te 8.87 N
Dünya'da 9.81 N
Ay'da 1.62 N(Ay'daki ağırlık Dünya'daki ağırlığın 6'da 1'idir.)
Mars'ta 3.77 N
Jüpiter'de 23.30 N
Satürn'de 9.2 N
Uranüs'de 8.69 N
Neptün'de 11 N
Plüton'da 0.06 N'dur.
1 kg'lık kütlenin ağırlığı Paris'te 9,81 N. alınarak Ekvator'da 9,78 N Kutuplarda 9,83 N
İstanbul'da 9,80 N Ankara'da 9,78 N dur
Ve Ağırlık...
Ağırlık ve kütle, çoğu zaman birbiri ile karıştırılan
veya alışkanlıkla birbiri yerine kullanılan iki farklı
kavram. Ağırlık aslında kuvvet birimi ile ölçülür.
Pratikte, terazi denilen bir karşılaştırma aracı ile
"tartma" sonucu elde edilen bir büyüklük olarak bilinirse
de, bu yanlış. Aslında basit, eşit kollu terazide iki
kefeye konan kütleler karşılaştırılır. Eğer kol yatay
durumda dengede durabiliyorsa etki eden ağırlık kuvvetleri
dengededir. Bunun için de kütlelerin eşit olması gerekir.
O halde "bir kilo" ile dengede olan patatesin kütlesi de
1 kg'dır. Ya ağırlığı? Bu tür teraziyle ağırlık tayin
edilemez. Kütle ile ağırlık arasındaki ilk karışıklık ta
bundan doğar. Tartma sonucunu "patatesin ağırlığı bir
kilo" diyerek açıklarız. Halbuki "patatesin ağırlığı bir
kilonun ağırlığına eşit" dememiz gerekirdi ki, ikisini de
henüz bilmiyoruz. Bu yanlışlık günlük alışverişimize, banyo
terazimize kadar girmiştir. Yakın bir geçmişe kadar kütle
ve onun ağırlığı aynı skalada gösterilmeye çalışılmış,
yine de, birine kg-kütle ötekine kg-kuvvet gibi isimler
bile verilse, mekanik öğrenenlerin kâbusu olmaktan
kurtulamamıştır. Hâlâ hiç kimse (fizikçiler dahil) size
ağırlığından söz ederken "700 Newton çekiyorum" demez;
"72 kiloyum" der. "Nedir bu 72 kilo?" sorusuna hiç kimseden
"Kütlem" cevabını alamazsınız, isterseniz deneyin.
Bu yanlışlıklar yalnızca dilimizde kaldığı, anlayışımızı
etkilemediği sürece zarar yok. Zaten, Dünya üzerinden fazla
ayrılmadıkça ağırlık da pek değişmiyor; ha kütle ha
ağırlık. Fakat konu ağırlıksız olmaya dayanınca daha
dikkatli olmak gerek. Çünkü ağırlıksız olunduğu söylenilen
durum ve şartlarda artık neyin kütle, neyin çekim kuvveti
veya ağırlık olduğunu açık seçik bilmekten başka çare yok.
Kütlenin hiç değişmediğini, çekim kuvvetinin ise, kütleler
arası uzaklık aynı kaldığı sürece değişmediğini gördük.
Ayrıca, uzaklık arttıkça çekim kuvvetinin hızla küçüldüğünü,
fakat asla sıfır olmadığını da biliyoruz. Deneyimlere
dayanarak bildiğimiz başka şeyler de var. "Ağırlıksız"
denilen şartlarda, örneğin bir yapay uydu kapsülünde
(veya halatı kopmuş asansör kabininde) hiçbir yere
dayanmadan, dokunmadan kapsüle göre durumumuzu
koruyabiliyoruz; kullandığımız aleti elimizden bırakınca
sanki bıraktığımız yerde boşlukta kalıyor. Asansörle
çıkıyor veya iniyorsak ağırlığımız değişir.
Kabine girip çıkış düğmesine basıncaya kadar hareket
etmeyiz. Yerçekimi, döşemeden ayaklarımızı yukarı iten
kuvvetle (hemen hemen) dengededir ve bu itme kuvvetini
biz normal ağırlığımız olarak algılarız. Düğmeye basınca,
döşeme bizi daha büyük bir kuvvetle yukarı iterek
hızlandırır, bunun için de kendimizi daha ağır hissederiz.
Kabin hızı sabit değerini alınca ağırlığımız yine normale
döner. Duracağımız kata yaklaşırken kabin yavaşlar, döşeme
kuvveti azalır, kendimizi daha hafif hissederiz (biraz
boşlukta gibi). Durduktan sonra her şey normal değerine
döner. İnişte olay ters yönde tekrarlanır: Önce hafifleme,
sonra normal, sonra ağırlaşma ve nihayet normale dönüş.
Çabuk hızlanan veya halatı kopan bir kabinde neler
hissedeceğimiz belli artık. Birincide daha çok ağırlık,
ikincide neredeyse sıfır ağırlık.
Mekik-uydu içindeki durumu da analiz etmek mümkün.
Mekik, personel, deney aletleri ve Dr. Nurcan Baç'ın
zeolitleri (bk. Bilim ve Teknik 345, s. 8-11), her şey
hemen hemen aynı yörünge üzerinde, isterlerse birbirlerine
hiç dokunmadan, yani sadece yerçekimi altında hareket
etmektedir. Başka kuvvet gerekmediği için ağırlıkları
yoktur; hem de çok uzun bir süre. Böylece zeolit kristalleri
en özgür ortam içinde büyüyebilir. Dünya üzerinde ise
ancak bir düşme kulesinde, kabini yukarı fırlatıp tekrar
dibe düşünceye kadar, birkaç saniyelik bir ağırlıksız
durum yaratabilecektik.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder