Puan Ver
8
Puan Ver

Dünya ay'ı bile kendine çekebiliyorken, uzaydaki astronotları neden aynı şiddette kendine çekmiyor?

2
2 Cevap

Dünya Ay'ı da astronotları da aynı şiddette çekiyor (Dünya'dan eşit uzaklıkta olduklarını varsayarsak). Newton fiziği de Einstein fiziği de herhangi bir cismin kendisinden eşit uzaklıktaki diğer bütün cisimleri aynı şiddette çekeceğini söyler.Burada şiddetten kastım kütle başına düşen çekme kuvveti. Yani Dünya'dan Ay kadar uzakta bulunan bir astronot da Ay da kütleleri başına eşit miktarda bir kuvvetle çekiliyorlar. Pratikte astronotlar Dünya'ya Ay'dan daha yakın olduklarından Ay'a kıyasla çok daha fazla bir şiddetle çekiliyorlar!

Sanırım sormak istediğin Ay 'ın Dünya'nın çekimi yüzünden Dünya etrafında dönmesine rağmen astronotların dönmemesi idi. Bunun sebebi açısal momentumun korunumu. Ay'ın halihazırda bir dönme momentumu var, bu momentumun korunumundan ve Dünya'nın çekiminden dolayı Dünya etrafında dönüyor. Eğer bu tarz bir momentumla astronotu fırlatırsan o da döner (nitekim fırlatılan uydular bu şekilde dönüyor). Ki Uluslararası Uzay İstasyonu'ndaki astronotlar da bu şekilde Dünya etrafında dönüyorlar, çünkü belirli bir açısal momentumları var.

Bir açısal momentum verilmeden doğrusal bir şekilde uzaya fırlatılan bir cisim ise (örneğin bir astronot) sırf Dünya'nın çekimi yüzünden Dünya etrafında dönmeye başlayamaz. Bunun sebebi kütle çekiminin doğrusal bir kuvvet olmasıdır, açısal momentumu değiştirmez. Bu sebeple dümdüz uzaya fırlatılan bir astronot ya Dünya'nın çekiminden dolayı yere geri düşer ya da başka bir gök cisminin çekim alanına girene kadar uzayda düz bir şekilde ilerler.

9

Formül üzerinden anlatmak zannediyorum en basit yöntem olacak. Öncelikle çekim kuvvetinin formülünü yazalım;

F= G(m1xm2)/d^2

görüldüğü gibi çekim kuvveti(F) iki kütlenin (m1,m2) kütlelerinin büyüklüğü ile doğru orantılı olarak artar veya azalır. Dünyanın kütlesini(m1), Ay ‘ın kütlesini de(m2) olarak kabul ettiğimizde ortaya çıkan çekim kuvveti(F1) dünya-ay arasındaki kuvveti bize verir. Ay yerine bir astronotun kütlesini (m3 olarak kabul edelim) yerleştirdiğimizde (formülde m2 yerine m3 ü koyarsak) ortaya çıkan çekim kuvveti (F2) bize dünya-astronot arasındaki çekim kuvvetini verir. Dünya-Ay ile Dünya-Astronot arası uzaklığı aynı kabul edersek, F2 kuvveti F1 kuvvetinden 10 üzeri 21 kat daha küçüktür. Çünkü Astronotun kütlesi Ay ‘ın kütlesinden bu değer kadar küçüktür. Yani burada bilinmesi gereken kritik ifade şudur; “dünyanın çekim kuvveti şu değerdedir” diye ifade edilebilecek sabit bir çekim kuvvet değeri yoktur. Çekim kuvveti iki kütle arasında oluşur ve o iki kütlenin herbirinin büyüklükleri ile doğru orantılı olarak artar veya azalır.

Bu durumda “Dünya, uzaydaki astronotları neden aynı şiddette kendine çekmiyor” sorunuzun cevabı en kısa şekliyle şudur; “Çünkü astronotların kütlesi Ay ‘ın kütlesinden çok daha küçüktür”

Newtonun kütle çekim kuvveti formülünde görüleceği gibi çekim kuvveti değeri aynı zamanda iki cisim arasındaki mesafenin karesi (d^2) ile de ters orantılı olarak değişir. Yukarıdaki açıklamalarda astronot ve Ay ‘ın dünyaya aynı uzaklıkta olduğu kabul edilmişti. Ay ‘ın ve Astronotun Dünyaya olan uzaklıkları değiştikçe aralarındaki çekim kuvveti değerleri de değişir elbette. Hatta öyle bir nokta vardır ki Dünya-Ay arası çekim kuvveti(F1) ile Dünya-Astronot arası çekim kuvveti(F2) birbirine tam tamına eşit olur. Siz de formülasyonu kullanarak dünya ile bir astronot arasındaki çekim kuvvetinin(F2) hangi uzaklıkta dünya ile Ay arasındaki çekim kuvveti(F1) ile aynı olacağını bulabilirsiniz.

m2/(d1^2)= m3/(d2^2)

eşitliğinde m2=ay ‘ın kütlesi, d1=dünya-ay arası uzaklık (google ‘dan rahatlıkla bu değerleri bulabilirsiniz) ve m3=astronotun kütlesi (100 kg farzedin) değerlerini formüle yazarsanız, formülde bilinmeyen olarak kalan d2 ‘nin değerini bulabilirsiniz . Yani astronotla dünya arasında ne kadar bir uzaklık(d2) olursa, astronotun dünya-ay arasında olan çekim kuvvetine eşit miktarda bir çekim kuvveti hissedeceğini bulabilirsiniz. Bir astronot bulduğunuz bu d2 mesafesini aşıp dünyadan uzaklaştıkça dünya ile kendisi arasındaki çekim kuvveti sürekli olarak daha da azalır.

1
Cevap Ver
Bu soruya cevap vermek için lütfen
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.
Türkiye'deki bilimseverlerin buluşma noktasına hoşgeldiniz!

Göster

Şifremi unuttum Üyelik Aktivasyonu

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close
“Karanlığa lanet okumaktansa bir mum yakmak yeğdir.”
William L. Watkinson
Geri Bildirim Gönder