Bu sorunun yanıtı aslında geometride ve alan teorisinde saklı. Soruda örneğini verdiğiniz elektriksel kuvveti Gauss Yasasından yararlanarak Elektriksel Alan ile bulabiliriz. Burada noktasal bir yükün etrafına çizeceğimiz hayali küresel bir kabuk içinden geçen elektriksel alan çizgilerinin oluşturduğu elektriksel akıyı hesaplıyoruz. İşte burada ters kare kuvvet gerçeği karşımıza çıkıyor.
Daha anlaşılır bir biçimde ifade edeyim... Bir cisimden d kadar uzakta olduğumuzu düşünelim. O cisimden gelen veya o cisme yönelmiş olan alan çizgileri, uzayda üç boyutta yayılır. Cisim üzerinde tek bir noktadadır. Ancak cisimden uzaklaştıkça seyrelir. Her yönde d kadar uzaklıktaki bu alan çizgilerine dik olan yüzeyi çizerseniz, size bir küre kabuğu şekli çıkar. Bunu bir kürenin merkezinden her yöne üç boyutta çizilen yarıçap çizgileri gibi düşünebilirsiniz. Bu çizgiler ile o küre kabuğu birbirine her zaman diktir.
Amacımız, o kabuğun birim alanından geçen çizgi sayısını belirlemek. Biz buna akı diyoruz. Bu akı, o alanın büyüklüğü ile kuvvetin çarpımı şeklindedir. Bu değer, yalnızca içerideki yükün miktarına ve elektriksel geçirgenliğe bağlıdır. Yani sabittir. Akının hesaplandığı küre yüzeyini, yükten d değil de 2d kadar uzağa götürdüğünüzde, aynı sayıda alan çizgisi, 4 kat büyük alandan geçer. Bunu benzer üçgenleri üç boyutlu düşünerek çözebilirsiniz. Veya tabanı kare olan bir üçgen prizmanın yüksekliğini iki katına çıkardığınızda taban alanının 4 katına çıktığını görebilirsiniz. Yani aynı miktar alan için, almanız gereken küre kabuğu alanı 4'te bir'e düşer. Elektriksel alan ile elektriksel kuvvet doğru orantılıdır. İşte kuvvet de bu nedenle uzaklığın karesiyle ters orantılı olmak zorundadır.
Tüm Reklamları Kapat
1,469 görüntülenme
Bu cevap, soru sahibi tarafından en iyi cevap seçilmiştir. Ancak bu, cevabın doğru olduğunu garanti etmez.
Fizikte niceliklerin büyüklüklerini ve davranışlarını ifade ederken formüller kullanırız. Bu formüller de belirlenirken nicelikle alakalı olan ve o niceliği etkileyeceği düşünülen başka niceliklerden faydalanılır.
Mesela genel çekim kuvvetinin formülü:
G.M.m/R²
Tüm Reklamları Kapat
Formüle bakacak olursak bir katsayı ve 3 değişkenden oluşuyor. Şimdi formülün açıkladığı şey 2 taneciğin birbirini çekmesini inceliyor. Formül bulunurken deneyler yoluyla nelere bağlı olduğu tespit edilmiş (1. Cismin kütlesi ve uzaklık sabit 2. Cisim arttırılıp azaltılınca kuvvet nasıl değişiyor gibi) ve bu kuvvetin iki cismin de kütlesine ve cisimler arasındaki uzaklığın karesiyle orantılı olduğu keşfedilmiş ve buna göre bir formül yazılmış. Daha sonra da bu oranın sabitini deneylerle hesaplayıp "G" evrensel çekim sabitini yazmışlar.
Aynı mantık "F=k.Q1.Q2/2" elektrostatik kuvvet formülünde de geçerli. Burada da aynı şekilde kuvvetin orantılı olduğu nicelik yüktür. Ve bu yük sadece bir yüke değil iki yüke de bağlı olduğu için çarpılmış. Uzaklığın karesi (R²) de kuvvetin bir vektör olup aynı bir ışık ışını gibi etrafa yayıldıkça sıklığın azalması yani birimkareye düşen vektör miktarının azalması R² ile orantılı olmasını sağlar. k sabiti de dediğim gibi deneyler veya modellerle hesaplanıyor.
Umarım yardımcı olabilmişimdir :)
102 görüntülenme
4
Paylaş
Cevap Ver
Evrim Ağacı Soru & Cevap Platformu, Türkiye'deki bilimseverler tarafından kolektif ve öz denetime dayalı bir şekilde sürdürülen, özgür bir ortamdır. Evrim Ağacı tarafından yayınlanan makalelerin aksine, bu platforma girilen soru ve cevapların içeriği veya gerçek/doğru olup olmadıkları Evrim Ağacı yönetimi tarafından denetlenmemektedir. Evrim Ağacı, bu platformda yayınlanan cevapları herhangi bir şekilde desteklememekte veya doğruluğunu garanti etmemektedir. Doğru olmadığını düşündüğünüz cevapları, size sunulan denetim araçlarıyla işaretleyebilir, daha doğru olan cevapları kaynaklarıyla girebilir ve oylama araçlarıyla platformun daha güvenilir bir ortama evrimleşmesine katkı sağlayabilirsiniz.