Serbest Düşme Nedir? Galileo Deneyi Neden Yapıldı?

Yazının altında acelesi olanlar için özet bilgi mevcut, ama biz yine de hepsini okumanızı öneriyoruz :)

Bir bowling topuyla bir tüyün aynı hızda düşebilmesi mümkün müdür? Mümkünse ya da değilse bunun sebebi nedir? İşte bu soruların cevabını sizlere bugün Bilim Ayısı'nda vereceğiz.


serbest düşme, galileo deneyi












Fiziğe göre, yer çekimi kuralları çerçevesinde aynı yükseklikten bırakılan cisimler havanın sürtünme katsayısı olmazsa yere aynı hızla düşer. Yani aynı yükseklikten bir bowling topu ve tüy eğer ortamda hava tanecikleri yoksa aynı hızla ve eş zamanlı olarak yere düşer. Çok garip gibi gelse de aslında bu olayın bilimsel açıklaması son derece basittir. Dünya'nın en büyük vakum odasında yapılan bu deney "Galileo deneyi" olarak da biliniyor.


bowling ve tüy deneyi, galileo deneyi

Fizikçi Brian Cox, NASA'nın Ohio'daki Uzay Gücü Tesisi'ne giderek Galileo deneyini tekrarladı. Bunu da 30.5 metreye 37.2 metre yüksekliğindeki dev aliminyum bir oda olan olan Dünya'nın en büyük vakum odasında yaptı ve bunun sonucunda da havası tamamen alınmış odada bowling topuyla tüyün aynı hızda ilerleyip aynı anda yere düştüklerini gözlemledi.

Bu deneye çok benzer bir deney çok daha önce Apollo 15 görevinde astronot Dave Scott tarafından Ay'da yapıldı. Dave Scott, bu deneyi Ay'da İngiliz anahtarı ve bir tüyü eş zamanlı olarak yere bıraktı ve yapılan bu deneyin sonucunu çok daha önceden aldı.


bowling ve tüy deneyi, galileo deneyi neden yapıldı
Aslında bu deneylerin yapılmasının asıl sebebi, sürtünme katsayısı olmayan ortamdaki serbest düşme olayıdır. Peki "serbest düşme" nedir? Şimdi de bunu açıklıyoruz.


Serbest Düşme Nedir?

Havasız ortamda hava tanecikleri olmayacağından dolayı havanın sürtünmesi bu nedenle de havanın sürtünme katsayısı da olmayacaktır. Yani cisimler havada sürtünme olmadan hareket edecekler. Bu şartlar altında ilk hızı= 0 m/s olan bir cisim aşağı doğru serbest bırakıldığında, sürtünmenin olmadığı bu ortamda cisme yerçekiminden dolayı sadece kendi ağırlığı cismi etkileyen kuvvet olacak ve onu aşağı doğru hareket ettirecektir. Newton'un ikinci kanunu olan dinamiğin temel kanunua göre, cismin kütlesiyle(m) ivmesinin(a) çarpımı cisme etki eden net kuvvete(F) eşittir(F=m.a). Bu durumda havasız ortamda serbest bırakılan cisim yer çekimi tesiriyle aşağı doğru (gravity) ivmesiyle yol alır. (Cismin ağırlığı=m.g'dir.)

İvme, kütleden bağımsızdır. Cisim kaç kilogram olursa olsun serbest düşen bir cismin ivmesi yer çekimi ivmesine eşit olmak zorunda.

Serbest düşen cisim, sabit g ivmesi olan yer çekimi ivmesiyle aşağı doğru sabit hızlanır, yani ivmesi sabittir. Hızı, her bir saniye yer çekimi ivmesi kadar (g) artar. . g= 9,81 m/s2'dir; fakat günümüzde işlem kolaylığı açısından yaklaşık olarak g= 10 m/s2 kabul edilmektedir. Yani 1 saniye içerisinde cismin hızı 10 m/s, 2 saniye içerisinde 20 m/s olmak üzere devam eder. Bunun sonucunda da bir demir bilye ile bir pamuk parçası aynı hızda eş zamanlı olarak yere düşerler; yani eşit zamanda eşit yol alırlar. Bunun da sebebi ağırlığın ivmeyi etkilememesidir ve bu yüzden de cisimlerin eşit miktarda hızlanmalarıdır.


Özet

Hava taneciklerinin bulunduğu ortamda cisimler aşağı düşerken hava taneciklerine çarparlar ve bundan sürtünme kuvveti doğar. Ağırlıklarıyla beraber kendilerine bir de sürtünme kuvveti etki eder ve böylece çok ağır bir madde çok hafif bir maddeden çok daha hızlı aşağıya düşüyor. Sürtünme kuvvetini kaldırırsak, bu iki madde eşit zamanda eşit yol alırlar. Buna da serbest düşme adı verilir. Havasız bir ortamda maddenin, yer çekimi ivmesi sayesinde bir ağırlığa sahip olduğunu biliyoruz. Ağırlık bu durumda net kuvvet olacağından cismin ivmesi yer çekimi ivmesiyle aynı olacağından ağırlık ivmeyi etkilemez. Bunun sonucunda da, örneğin; bir bowling topuyla bir tüy aynı anda yere düşebilir.


Yorum Bırakmayı Unutma Lütfen :)

Yorumların bizim için değerli. Yazıyı okuduktan sonra yorum yaparak Bilim Ayısı'nın içerik kalitesine katkıda bulunabilirsin. Bu sayede biz de daha kaliteli içerikleri seninle daha hızlı paylaşabiliriz.

Sol üst köşedeki oka tıklayarak Anasayfa üzerindeki sosyal medya ikonlarından sosyal medyada bizi bulabilir ve ilgi çekici paylaşımlarımızı takip edebilirsin.

E-posta ile abone olarak yayınladığımız yeni içeriklerden ücretsiz haberdar olabilirsin.


Aklına takılan ve senin için araştırıp yayınlamamızı istediğin ne varsa yoruma konusunu bırakabilir ya da anasayfadaki "İletişim" menüsünden bize ulaşabilirsin.

KAYNAK

http://www.gercekbilim.com/ayni-yukseklikten-birakilan-bowling-topu-ve-tuy-newton-bilim/
https://fizikdersi.gen.tr/serbest-dusme-nedir/
http://www.fensinif.com/serbest-dusme-nedir.html
https://www.dersimiz.com/bilgibankasi/SERBEST-DUSME-NEDIR-HAKKINDA-BILGI-1152.html 

 

Yorumlar

Sosyal Medyada Takip Et!