|
Dünya ağırlığı ile ilgili bilgiler
Bir cismin ağırlığı, dünyanın o cisme uyguladığı yerçekimi kuvvetidir.Bu nedenle dünyanın kendi ağırlığından bahsetmek biraz anlamsızdır.Dünyanın ağırlığı bir başka kuvvet tarafından çekildiğinde söz konusuolabilir. Bir cismin kütlesi ile ağırlığı arasındaki fark da buradadır.Dünyada bir kilogram ağırlığında olan bir cisim Ay'da tartıldığındaaltıda biri kadar gelir ama o cismin kütlesi her iki yerde de aynıdır.
Bir cismin kütlesi mesafe ve kütlesi bilinen bir başka cisimlearasındaki çekme gücüne göre hesaplanabilir. Bu şekilde hesaplanandünyanın kütlesi 5,98 sekstrilyon (yirmi bir sıfır) tondur.
İnsan nüfusunun artmasının, yeni bitkilerin oluşmasının bu kütleyeetkisi sıfırdır. Yeni canlılar dünyada zaten var olan atom vemoleküllerden yapıldıklarından yoktan var olmazlar (topraktan geliptoprağa gitmek).
Dünyanın kütle değişimini etkileyecek iki ana unsur vardır. Uzaydangelen göktaşları ile atmosferden uzaya kaçan bir takım hafifelementler. Dünyanın kütlesi en sağlıklı olarak Ay'ın yörüngesine görehesaplanır. Ancak dünyaya gelen ve gidenler toplam kütle içinde Ay'ınyörüngesini etkileme açısından o kadar az yer tutarlar ki en hassasölçümlerde bile dünya azaldığını mı yoksa arttığını mı söyleyebilmekmümkün olamaz.
Araştırmacılar bu konuda ikiye ayrılmış durumdalar. Birinciler dünyayüzeyine her sene 10 bin ila 100 bin ton arası ve toz düştüğünü, bunedenle her yıl dünyanın kütlesinin yanaşık 50 bin ton arttığını ilerisürüyorlar. Ne var ki dünyamıza seçmiş ömrü boyunca yani 4,5 milyar yılsüresince düşen göktaşı ve toz miktarının toplam 225 trilyon ton olanağırlığı dünyanın kütlesinin 0,000004'ünü bile geçmiyor.
İkinci görüşe göre atmosferimizde gaz molekülleri devamlı harekethalindedirler. 700 kilometre yükseklikten sonra başlayan 'exosphere'tabakasında yoğunluk o kadar düşüktür ki hidrojen ve helyum gibi çokhafif atomlar buradan uzaya kaçabilirler.
Hidrojen atomları zaten zaman içinde uzaya kaçmışlardır. Sürekli olarakradyoaktif çürümelerle yeryüzünde üretilen helyum atomları iseatmosferin en üst tabakasından uzaya kaçmaya devam etmektedirler. Bununyıllık miktarının 1,4 milyon ton olduğu ileri sürülüyor. Bu miktargelen göktaşı ve toz miktarının yanında o kadar büyüktür ki dünyakütlesinin her yıl l ,4 milyon ton azaldığı söylenebilir.
Her iki görüşün doğruluğu da sağlıklı ölçümlerle ispatlanamamıştır.Doğru oldukları kabul edilse bile Güneş ile birlikte 5 milyar yıl sonraömrünü dolduracağı hesaplanan dünyamızın kütlesinin yanında hiçbirzaman kayda değer bir oran oluşturmayacaklardır.
KÜTLE VE AĞIRLIK
Kütle ve ağırlık genellikle birbirine karıştırılır.
“Dünya’da 60 kilogram gelen adam ayda 10 kilogram geliyormuş!” denildiğini bir yerlerden duymuşsunuzdur.
Bu cümle kütle ve ağırlığın birbirine karıştırılmasına güzel bir örnektir. Dünya’da 60 kilogram ( kütle birimidir. ) geliyorsa, Ay’da da 60 kilogram ( kütle birimidir. ) gelir.
Cümleyi fiziğe uygun duruma getirelim.
“Dünya’da 60kilogram-kuvvet ya da Newton gelen cismin ağırlığı ayda 10kilogram-kuvvet ya da Newton geliyor. ” Bu cümle ile ağırlık ve kütle birbirine karıştırılmamış olur.
Kütle’nin birimi kilogram, ağırlığın birimi kilogram-kuvvet ya da Newton dur.
Her birinin ağırlığı Dünya’da 1 kilogram-kuvvet gelen 60 tane çelik bilye ile uzay aracına binip, aya gittiğinizi düşünün. Dünya’da 60 kilogram-kuvvet bulduğunuz bilyelerin toplam ağırlığını ayda hesapladığınızda 10 kilogram-kuvvet geldiğini varsayalım.
Bilyelerinizi incelediğinizde, hacimlerinde, cinslerinde, bulundurdukları atom sayılarında, fiziksel ya da kimyasal yapılarında hiçbir fark olmadığını göreceksiniz.
Bilyelerinizin içindeki atom sayıları bilyeleri nereye götürürseniz götürün değişmeyecektir.
Bu sayının gram cinsinden ya da kilogram cinsinden değeri bize kütleyi verir.
Kütle, sıcaklık, basınç ya da yere göre değişmez.
Dünya’da 60 kilogram gelen cisim Ay’da da 60 kilogram gelecektir.
Cismin içinde bulundurduğu madde miktarına kütle denir.
Şimdi de ağırlığı anlamaya çalışalım;
Yukarıdaki bilye örneğinde de olduğu gibi, ağırlık cismin bulunduğu yere göre değişir.
Bu nedenle Dünya’daki ağırlığı 60 Newton olan cismin Ay’daki ağırlığı 10 Newton gelebilir.
Dünya’da ağırlığı 60 kilogram-kuvvet gelen cisim Ay’da neden 10 kilogram-kuvvet geldi ?
GDünya = m.gDünya
60 Newton = m.10m/sn²
60 kilogram.m/sn² = m.10m/sn² den m’i çekersek
m = 60kilogram.m/sn² / 10 m/sn² = 6 kilogram
Ay için hesaplarsak
GAy = m.gAy
10 Newton = 6 kilogram.gAy
Buradan gAy ‘ ı çekersek
gAy = 10kilogram.m/sn2 / 6kilogram
gAy yaklaşık 1,6666666666 m/sn2
Bu değeri anlamlaştırırsak ağırlığın yere göre değişmesi o yerin sahip olduğu yer çekimi ivmesinin büyüklüğü ile değişecektir.
Ve çok sık duyduğunuz bir şey daha; Dünya’mız, Güneş’in çevresinde dolanır.
Neden dolanır, kocaman uzayda başka bir yere gitmez.
“Çünkü onu, Güneş kendisine doğru çeker.” , dediğinizi duyar gibiyim.
Newton da, neresine düştüğünü bilmiyorum, ancak elmanın yere düştüğünü gördüğümde, aklındaki sorunun; Dünya neden Güneş’in çevresinde dönüyor, neden bir başka yere gitmiyor? Sorusu olduğunu düşünüyorum.
Elma yere düşmüştü, şimdiye kadar bunda ilginç bir taraf yoktu, çünkü sadece elma değil tüm cisimler yere doğru düşüyordu.
İlginç olan, elmanın yere düşmesi değil Güneş’in Dünya’yı kendisine doğru çekiyor olmasıydı.
Elmayı yere düşüren neden de Dünya’mızın elmayı kendisine doğru çekmesidir. Bunu yer çekimi olarak duydunuz.
Her hangi bir kütlenin, Bir başka kütle tarafından çekilme kuvvetinin değeri bize o maddenin ağırlığını verir.
AĞIRLIĞI NASIL BULACAĞIZ?
Sarmal bir yay alıp bir ucunu tavana sabitlediğinizi düşünün.
Sarmal yayınızın boyunu ölçün. Varsayalım ki 40 cm. Bu sarmal yayın ucuna 1 Newtonluk ağırlık bağlayın. Bağladığınız cismi Dünya kendisine doğru çekeceği için yayınız aşağıya doğru uzayacaktır.
Uzamış yayınızın da boyunu ölçün. Varsayalım ki yayınızın uzunluğu 45 cm oldu. Demek ki yerküre, sizin yayınıza göre, 1 Newtonluk ağırlık için yayınızı 5 cm uzatıyor.
Yayınıza değerini bilmediğiniz bir ağırlık astığınızda yayınızın uzunluğu 55 cm olsun. Yayın ilk uzunluğu 40 cm di. Aradaki fark 15 cm oldu. Bir önceki ölçümden, yayınızın 1 Newton için 5 cm uzadığını biliyorsunuz. Yayınız 15 cm uzadığına göre astığınız cisme yerin uyguladığı kuvvet 3 Newton olacaktır.
Basit bir yay ile yaptığınız bu şey, bir ölçü aletidir artık. Onunla güvenilir bir şekilde cisimlerin ağırlıklarını bulabilirsiniz.
Bu aletin fen bilimlerindeki adı DİNAMOMETREdir.
El kantarı, omuz kantarı, baskül vb. mekanik tartı araçları sizin yaptığınız bu basit sisteme göre yapılmaktadır.
Bir kilogramı nasıl belirleyeceğiz?
Bunun için uluslar arası standartlar cetveline bakmanız gerekecektir. Burada; +4C° deki bir dm3 saf suyun kütlesi seçilmiş ve buna 1 kilogram denilmiştir. Ancak su buharlaşacağı için tanımlanan su kütlesi eşit kütlede platin – iridyum alaşımından yapılmış bir silindir alınmıştır. Bu silindir, Paris yakınlarındaki Uluslararası Ağırlık ve Ölçüler Bürosu’nda saklanmaktadır.
umarım bu bilgiler işinize yarar.. kolay gelsin
|
Eğitim-Öğretim / TRForumcu Dershanesi