1 Aralık 2012 Cumartesi

Yerçekimsiz ortam var mıdır? - Uydular neden düşmez?

Hepimiz astronotların uzay araçlarında havada askıda kalışlarını, bunu oyuna çevirişlerini biliriz. Buna neden olarak da dünyanın merkezinden uzaklaştıkça yer çekiminin azalmasını; atmosferden çıkacak kadar uzaklaşmış astronotların "yerçekimsiz" ortamda bulunmalarını sunarız. Aslında bunun nedeni yerçekimsiz ortam değil. Zaten yerçekimsiz ortam olamaz. Ancak bu çekim azalabilir. Peki nasıl olur da adamlar havada asılı kalırlar? Dahası, size uydular neden yeryüzüne düşmez desem merkezkaç kuvveti diyeceksiniz ama aslında öyle bir kuvvet yok. Peki uydular neden düşmüyor?

 1600'lü yılların sonunda, serin ve kuru bir bahar öğleninde ağacın altında dinlenmekte olan Newton'un
kafasına kurtlu bir elma düşer ve... hikayeyi biliyorsunuz, sonrasında annesinin BIM'den aldığı ve cebinden çıkardığı 3 katlı selpak mendile aşağıdaki denklemi yazar.

ISS Buna evrensel kütleçekim (=yerçekimi) kanunu denir. Burada F yerçekimi kuvveti, m1 dünyanın kütlesi, m2 ise diğer cismin kütlesi, G evrensel çekim sabiti ve r ise cisimlerin merkezlerinin birbirine uzaklığıdır. Yani aslında sadece dünya sizi çekmiyor, sen ve dünya birbirinizi çekiyorsunuz.
                                                                - ISS-

 Olayı açıklamak için dünyanın bana göre en şanslı insanlarının yaşadığı, ISS-Uluslararası Uzay İstasyonu'nu örnek olarak alalım: Bu istasyon yanılmıyorsam şimdiye kadar inşa edilmiş en pahalı yapı(CERN dahil) ve yıllardır dünyanın etrafında 360km yükseklikte dönüyor. Yani içinde insanların yaşadığı bir uydu.
                                                            -ISS'de manzara-

O "yerçekimsiz" ortamda insanların gezinmesi görüntülerinin de çoğu oradaki insanlara ait. Newton'un mendile yazdığı o denklemi yeryüzündeki ve ISS'deki iki insana uygularsak: G her ikisi için sabit, cisimler aynı olduğundan pay da sabit. Geriye sadece r kalıyor.
Yeryüzündeki insan için için r²= (dünyanın yarıçapı)²= (6370km)² = A1
ISS'deki insan için r²= (6370km+360km)² = A2
A1/A2 oranı bize (denklemdeki diğer her şey aynı olduğu için) yeryüzündeki insan ile ISS'deki insana uygulanan yerçekimi kuvvetinin ne kadar farklı olduğunu verecek. (6370²/6730²)=~0.90 çıkıyor.

Yani; havada askıda gezinen astronotlara etkiyen yerçekimi kuvveti neredeyse yeryüzündeki kadar. E peki nasıl oluyor da astronot öylece havada durabiliyor? Dahası istasyon neden düşmüyor?(merkezkaç diye bir kuvvetin olmadığını söylemiştim) Cevap: Aslında düşüyor :) Evet düşüyor ama dünyaya hep aynı uzaklıkta, asla yaklaşmıyor. Şimdi, dünyanın yüzeyinin pürüssüz, her tarafı denizmiş gibi düşünelim ve atmosferi de ihmal edelim ki sürtünme olmasın. elimizdeki taşı bıraktık, (yerçekimi ivmesi = 10m/sn²) 1 saniyede 5 metre yol alır ve yere düşer. Yatayda ise hangi hızla attıysak o kadar yol alır. 10 metre ile attıysak 10, 50 ile attıysak 50 metre.
Peki, taşı Cücü'ye verirsek ve 8000m/sn yatay hızla atmasını istersek n'olur? Taş yere düşmez, dünyayı dolaşır ve Cücü'nün başına çarpar.
İşte uydular ve içindeki astronotlar sürekli "Cücü'nün attığı taş" gibi "serbest düşüş" yapıyorlar. Nitekim ISS 27744 km/saat = 7706 m/sn hızla yol alıyor. Haliyle serbest düşüş yapan bir şeyin içindeyseniz Yerçekimini algılayamazsınız.

10 yorum:

  1. çokkk saçma bi B O K ANladısam arap olayım

    YanıtlaSil
  2. hıııııııı ondan

    YanıtlaSil
  3. Guzel yazi. Ahmaklarin laflarini dinleyip moralinin dusmesine izin verme, yazilarini yazmayi birakma.

    YanıtlaSil
  4. yaklasik 8000m/sn sinir midir yani o hizda cismin yorungesi dunya etrafinda daire cizmek olur fakat cismin hizi 7000m/sn olsa yorungesi bu sefer daire degil de dunyanin merkezine dogru daralan bir spirel mi olur ben anlamadim mi ya ne oldu

    YanıtlaSil
    Yanıtlar
    1. Evet doğru anlamışsın merak etme :)
      Osmos diye bir oyun var onu oynamanı tavsiye ederim.

      Sil
  5. Yanılmıyorsam, uydular hep düşer ama yavaş yavaş. Ne zamanki önceden belirlenen sınıra yaklaştığında stoklarındaki jet yakıtı ateşlenir ve jet motorlarının itkisiyle tekrar eski üst yörüngesine yükseltilir. Veee jet yakıtı stokları bittiğinde kaçınılmaz son dünyaya düşerler bir çok örnekleri olduğu gibi. Aslen de bir uydunun jet yakıtı stoku onun uzaydaki ömrünü belirler. Yani her uydu bir gün düşmek zorundadır :)))

    Lütfü

    YanıtlaSil
  6. herkes ordan burdan ezbere okuduğu şeyleri yazmaktan başka bişey yaptığı yok sadece burda değil inanın heryerde bilimde tarih gibi yanlışlarla dolu bazı insanların yahut devletlerin gerçekten bildiği yanlışlarla ve düzeltilmiyo yada düzeltilmek istenmiyo sanırım aynı tarih kitaplarında olduğu gibi

    YanıtlaSil
    Yanıtlar
    1. Bu yazıda yanlış olan nedir Tamer bey? Yazı gayet bilimsel. Dolayısıyla kolayca yanlışlanabilir. Yanlışı gösterecek misiniz? Yoksa sadece çamur atıp çekilecek misiniz?

      Sil
  7. Muhtemelen kelimelere yüklediğiniz anlamlar çerçevesinde doğru şeyler söylüyorsunuz fakat;

    Serbest düşüş bir cismin yerçekimi etkisiyle (başka hiç bir etki olmadan) yer çekimi merkezine doğru hareket etmesi durumunu ifade eder.

    Yazıdaki örneklerde bu kavram hatalı ve kafa karıştırıcı bir şekilde kullanılmış gibi. Merkez kaç kuvveti ve yer çekimi kuvvetinin etkisiyle sabit hızla yörüngeye oturmuş cismin durumunu "serbest düşme" olarak ifade etmişsiniz.

    Ayrıca sabit düşme yapan bir şeyin içindeysek neden yer çekimini hissetmeyelim?

    YanıtlaSil