Neden trenin içinde zıplayınca olduğumuz yerde kalırız ama üstünde zıplayınca farklı yere düşeriz?

Cevap: Newton'un Birinci Yasası: Eylemsizlik

Eylemsizlik Yasası: Eğer bir cismin üzerine etki eden net/toplam kuvvet sıfır ise, durmakta olan bir cisim durmayı, hareket etmekte olan bir cisim ise aynı yönde ve hızda hareket etmeyi sürdürür.

Çünkü sen trende giderken, aynı zamanda trenle birlikte sen de gidiyorsun. Mesela tren -tabi ki de göreli olarak- 60 km/s gidiyorsa sen de durduğun yerde trenle birlikte 60 km/s ile gidiyorsun. Zıpladığında ise hala trenin hızında gitmeye devam ediyorsun. (Çünkü hareketini bozacak dış bir kuvvet yok) Bu yüzden de geriye doğru uçmuyorsun.

Bu ilişki böyle böyle, dış bir kuvvet olmadan devam eder. Mesela bu denge, trenin frenlerinin uyguladığı kuvvetle bozulabilir. Diyelim trenin hızı aniden azaldı bu durumda, dikkat edersen sen hala 60 km/s ile gidiyorsun, çünkü trenin frenleri sana değil; trene etkidi. Fakat tren 20 km/s ile gidiyor; yani sen trenden hızlı gidiyorsun; bu yüzden de öne doğru savruluyorsun. Tersi kalkış için de geçerli.

Eylemsizlik çok geniş bir kanundur. Mesela dünya üzerinde zıpladığında aniden onlarca kilometre geriye gitmezsin. Bunun nedeni dünya ile birlikte onun hızıyla senin de dönmendir.

Eylemsizlik sebebiyle içinde bulunduğumuz trenle bir süre sonra aynı hızla gitmeye başlayacağız ( üstünde olsak da aynı durum geçerlidir ) Ancak trenin üstündeyken zıpladığınızda oluşan hava direnci, trenin içindekine göre sizi dikkate değer bir şekilde yavaşlatacağı için trenden daha yavaş hareket edeceksiniz ve bunun sonucu trenin gerisinde kalmış olacaksınız. Sürtünmenin olmadığı bir yerde eğer bunu denerseniz ikisi arasında fark olmadığını görebilirsiniz.

Trenle beraber hareket ederken trenin hızı ne ise sizin hızınız da odur. Aynı eylemsiz gözlem çerçevesi içerisindesinizdir. Tren içinde zıpladığınızda hava direnci ile karşı karşıya kalmaz ve genelde yok denecek kadar az bir kuvvetle karşılaşırsınız ve hızınızda herhangi bir değişim olmaz. Bu yüzden zıpladığınız da aynı yere düşersiniz. Çünkü trenin hızıyla sizin hızınız aynıdır. Fakat tren dışında aynı eylemi yaptığınızda havanın size uyguladığı dirençle karşılaşırsınız. Bu direnç ise size hareketinizin tersi yönde bir kuvvet uygular. Bu kuvvet yüzünden hızınız azalır ve zıpladığınız andaki konumla düştüğünüz andaki konum aynı olmaz. Yani trenin hızıyla sizin hızınız artık aynı değildir.

Her yerde hava var denmiş soruda. Ancak şöyle bir fark var; Trenin içindeki hava, trenle ve seninle aynı hızda, dolayısla hava ve senin aranda bağıl hız farkı yok ve trenin içinde herhangi bir hava sürtünmesi ile karşılaşmıyorsun.

Ancak elini trenin penceresinden dışarı uzatırsan dışarıdaki hava eline çarpmaya başlar. O meşhur el ile uçak kanat hareketlerini yapmamızı sağlayan durum bu :)