Elinizde bir yumurta tutarsanız ve sonra bırakırsanız ne olur? Tavana mı yükselecek? Kesinlikle hayır! Yere düşecek ve muhtemelen kırılacak. Neden? Doğru. Bunun nedeni küçük bir kuvvet olan yerçekimi.
Yerçekimi sayesinde ayaklarımız güvenli bir şekilde yerde duruyor. Yerçekimi olmasaydı, uzayın içine doğru yüzebilirdik. Bunun yerine, Dünya bizi her zaman merkezine doğru çeker ve bizi yerde tutar.
Kütlesi olan her nesne çevresindeki her şeyi çeker. Bu kuvvet nesnelerin kütlesine bağlıdır. Dünya gibi büyük bir kütleye sahip şeyler, yanlarında bulunan insanlar ve hayvanlar gibi nesneler üzerinde güçlü bir yerçekimi kuvveti uygular.
Diğer şeyleri kendine doğru çekmenin yanı sıra, Dünya da nesnelerin yer yüzüne yaklaştıkça hızlanmasını sağlar. Başka bir deyişle, nesneler Dünya’ya yaklaştıkça hızlanır. Daha da önemlisi, bilimin yasaları, tüm nesnelerin kütlesine bakılmaksızın düşerken aynı hızda hız kazandığını bize bildirir.
İtalyan bilim insanı Galileo Galilei, nesnelerin düşme hızını hesapladı. Hesaplamalarına göre, bırakılan bir nesne 9.8 metre/saniye^2 hızında yer yüzüne düşer.
Ama nasıl olabilir? Çevremizdeki dünya ile deneyimimize dayanarak mantıksız görünüyor. Örneğin, bir elinizde tüy, diğer elinizde tuğla tutarsanız ve onları aynı anda bırakırsanız, yer yüzüne aynı anda düşmezler. Peki, hangisi önce düşer?
Hangisi önce düşer? Eğer tuğla dediyseniz, doğru cevap! Peki, neden? Eğer yerçekimi nesnelerin aynı hızda düşmesine neden oluyorsa, tüy neden tuğladan çok daha sonra yere düşer?
Cevap başka bir bilimsel kavramda yatıyor: hava direnci. Hava her yerde. Hava molekülleri birbirine ve diğer nesnelere karşı itme yapar. Düşen herhangi bir şeye karşı sürtünme kuvveti olarak yukarı doğru bir kuvvet sağlarlar. Galileo ayrıca, bir şey ne kadar yoğunsa, hava direncinden o kadar az etkilendiğini keşfetti. Yoğunluğu daha az olan nesneler, hava direnci tarafından daha fazla yavaşlatılır.
Bu, bir tüyün düştüğünde yere çok yavaş düşmesini açıklar. Öte yandan, bir tuğla hızlı bir şekilde düşer – sanki etrafında hava yokmuş gibi. Bu teorileri test eden bilim insanları size söyleyecektir ki, bir tüyü vakumlu bir ortamda (havasız bir kap) düşürürseniz, o tuğla ile aynı hızda düşer!
Bu ilginç değil mi? Bir şey düşürdüğünüz son zamanı düşünün. Bir kağıt parçası mıydı? Bir anahtar takımı mıydı? Bir tenis topu mu? Hava direnci her biri üzerinde farklı bir etkiye sahip olurdu. Hangi birinin en hızlı düşeceğini düşünüyorsunuz?
Deneyin
Umarız bugünkü tüylü Merakınız gerçekten ilginizi çekmiştir! Daha fazlası için bir arkadaş veya aile üyesi alın ve bu diğer keyifli etkinliklere göz atın:
- Farklı cisimlerin yoğunlukları ve hava direnci nedeniyle farklı hızlarda düştüklerini gözlemleyin. Bir tüy, bir kaşık ve çeşitli diğer nesneler alın. Bu nesnelerin bir listesini oluşturun ve hangilerinin en hızlı düşeceği hakkında tahminler yapın. Her bir öğeyi aynı yükseklikten masanın kenarından düşürerek tahminlerinizi test edin. Hangi nesneler en hızlı düşer? Tahminleriniz doğru mu çıktı? Sizi şaşırtan sonuçlar oldu mu?
- Bir meydan okumaya hazır mısınız? İnternete girin ve Galileo’nun yerçekimi ivmesini hesaplamak için deneyini nasıl tekrarlayacağınızı öğrenin. Başlamadan önce gerekli tüm malzemelere sahip olduğunuzdan emin olun. Yardım için bir yetişkine başvurmak her zaman iyi bir fikirdir. Bilim ve matematik becerilerinizi kullanarak Galileo’nun adımlarını takip edin. O, modern teknoloji olmadan temel malzemeler ve basit deneyler kullanarak sonuçlara ulaşabilmiş olması gerçekten dikkat çekicidir. Galileo’nun zamanında bir bilim insanı olmayı ister miydiniz? Neden veya neden olmasını isterdiniz?
Muhteşem Kaynaklar
- http://www.physicsclassroom.com/mmedia/newtlaws/efar.cfm (12 Eyl. 2020 tarihinde erişildi)
- https://www.khanacademy.org/science/physics/newton-gravitation/gravity-newtonian/v/would-a-brick-or-feather-fall-faster (12 Eyl. 2020 tarihinde erişildi)
- http://www.infoplease.com/cig/science-fair-projects/some-objects-fall-faster-others.html (12 Eyl. 2020 tarihinde erişildi)
- http://www.physics4kids.com/files/motion_gravity.html (12 Eyl. 2020 tarihinde erişildi)