Newton yer çekimini
buldu. Yukarı atılan bir cisim, bir süre sonra döner ve yere düşer. Irmaklar
hep yukarıdan aşağıya doğru akar. Bunun açıklamasını “yerçekimi” olarak
yaparız. Bu, tüm kütleli nesnelerde, gezegenlerde ve yıldızda varolan bir
kuvvettir ve ona “kütle çekimi” diyoruz.
Bu
çekim, en yoğun cisimleri ve “boşluğu” eşit oranda donatır. Ondan korunmanın ya
da onu etkilemenin hiçbir yolu yok. Uzaklıkla azalır; ama hiçbir şekilde
kaybolmaz. Atmosferi Yerküre’nin çevresinde tutan kuvvet ya da bizim Evren
boşluğuna uçup gitmemizi engelleyen kuvvet, Dünya’nın uyguladığı kütle çekimi
kuvvetidir.
Bir
yapma uyduyu, Dünya yörüngesine yerleştirmek için gerekli hız, saniyede 8
kilometreden (8 km/s) az değildir. Dünya’nın çekiminden kurtulmak ve onu
temelli terk etmek için saniyede 11.2 kilometre hız yapmak gerekir. Güneş’in
kütle çekimi daha büyüktür. Çünkü Güneş’in kütlesi, Dünya’nınkinin 400 bin
katıdır. Güneş’in kütlesel çekimini aşabilmek için saniyede 16.7 kilometrelik
hız gerekir.
Kuşkusuz
insanoğlu çok eski zamanlarda da kütle çekimini sezmiş ve onu hesaba katmış
olmalı. İlginçtir, bilinen bu eski kuvvet, çağlar boyu açıklanamamış olarak
kaldı. Kütle çekimi için bilimsel bir kuram geliştiren ve bunu Evren’i
kapsayacak kadar genişleten, büyük İngiliz bilimcisi Sir Isaac Newton (1642-1727)
idi.
Masa
üzerindeki bir kitabı inceleyelim. Kitaba herhangi bir etki olmadıkça kitap,
masa üzerinde hareketsiz kalır. Şimdi, kitabı yatay doğrultuda sürtünme
kuvvetini yenecek büyüklükte bir kuvvetle sağa doğru itelim. Sürtünme kuvveti
kitapla masa arasında varolan bir kuvvettir.
Kitaba
uygulanan kuvvet, sürtünme kuvvetine eşit ve zıt yönlü ise kitap sabit bir
hızla hareket edebilecektir. Uygulanan kuvvet sürtünme kuvvetinden büyükse
kitap ivmelenir. Uygulanan kuvvet ortadan kalkarsa sürtünme kuvvetinin etkisi
ile kısa bir süre hareket ettikten sonra durur (negatif ivmelenme sonucu).
Şimdi,
kitabın karşıdan karşıya kaygan hale getirilmiş yüzeyde itildiğini düşünelim.
Kitap, yine duracak fakat önceki durumda olduğu gibi çabucak durmayacaktır.
Döşemeyi, sürtünmeyi tamamen ortadan kaldıracak kadar cilalar, parlatırsanız
kitap, bir defa harekete geçtikten sonra, karşı duvara çarpıncaya kadar aynı
hızla hareket edecektir.
Galileo,
cisimler hareket halinde iken, durmaya ve hızlanmaya direnme (eylemsizlik) tabiatına
sahip olduğu sonucuna da varmıştı. Bu yeni yaklaşım daha sonra Newton
tarafından formülleştirilerek, kendi adıyla anılan Newton’un “Birinci Hareket
Yasası” olarak tanımış ve şöyle ifade edilmiştir: “Bir cisme bir dış kuvvet
(bileşke kuvvet) etki etmedikçe, cisim durgun ise durgun kalacak, hareketli ise
sabit hızla doğrusal hareketine devam edecektir.”
Daha
basit bir anlatımla, bir cisme etki eden net kuvvet sıfırsa ivmesi de sıfırdır.
Newton’un birinci yasası, bir cisme etki eden dış kuvvetlerin bileşkesi sıfır
olduğu zaman cismin davranışındaki değişmeleri inceler. Bir cisim üzerine
sıfırdan farklı bir bileşke kuvvet etki ettiği zaman neler olur? Bu sorunun
yanıtını Newton’un ikinci yasası verir.
Çok
düzgün, cilalı, parlatılmış yatay bir yüzey üzerinde, sürtünme kuvvetini
önemsemeyerek bir buz kalıbını ittiğinizi düşünün. Buz kalıbı üzerinde yatay
bir F kuvveti uygularsanız, kalıp “a” ivmesi ile hareket edecektir. Kuvveti iki
katına çıkarırsanız ivme de iki katına çıkacaktır. Bu tür gözlemlerden bir cismin
ivmesinin, ona etkiyen bileşke kuvvet ile doğru orantılı olduğu sonucuna
varırız.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder