Merkezkaç Kuvveti Deneyi

0

Merkezkaç kuvveti neye denir? Merkezkaç kuvvetin özellikleri, varlığını ispatlayan küçük bir deney. Merkezkaç kuvveti hakkında bilgi.

Eğer kısmen dolu bir kovayı, kolunuzun ucunda, vücudunuz etrafında çabucak döndürürseniz, kova ters dönmüş olduğu vakit bile içinden bir şey dökülmez. Bunu sağlayan özel prensibe, fizikçiler merkezkaç kuvvet derler. Kova çabuk döndürülürken, merkezkaç kuvvet tarafından dışarıya doğru bastırılan su kova içinde kalmaya çalışır. Bu deney, merkezkaç kuvvetin pek çok başka (ve çok daha pratik) uygulamaları bulunmakla beraber, böyle bir kuvvetin varlığını doğrudan doğruya gösteren enteresan bir örnektir.

Sir Isaac Newton tarafından ortaya konan hareket kanunlarından biliyoruz ki, kuvvetler daima, eşit ve ters alarak etkiyen, çiftler halinde vardır. Dönen bir cismin dışarıya doğru gitmesini önleyen kuvvete merkezcil kuvvet denir. Bu sonuncu, merkezkaç kuvvete tam eşit ve ters yöndedir. Yukarıda verilen örnek halinde, bu merkezcil kuvvet, kovayı tutan koldaki gerilim şeklindedir. Biz bu kuvvetlerin, dönmekte olan cismin hızına nasıl bağlı olduklarını kolayca görebiliriz. Bunun korkutucu bir örneğine, içi boş küre biçiminde bir duvarda, arabasıyla hızla giden «ölüm duvarı» koşucusunda rastlarız. Eğer araba yavaş giderse, koşucu duvarda pek fazla yükselemez. Daha büyük bir hızda, kendisini dışarı doğru itmeye çalışan merkezkaç kuvvet o derecede büyük olur ki, koşucu görünebilecek derecede büyük bir açıya tırmanabilir. Demiryollarının virajlardaki eğimleri de aynı prensibe dayanırlar. Burada, tren viraj alırken dışarıya doğru etkiyen büyük merkezkaç kuvvet, rayların yana doğru zorlanmasından gelen merkezcil kuvveti dengeler. Demiryolunu eğik yaparak, yani dış taraftaki rayı daha yükseğe koyarak, yola bir eğim vermekle, raydaki bu zorlanma büyük ölçüde azaltılabilir.

Dönen cismi içeriye doğru çeken merkezcil kuvvetin, herhangi bir sebeple dışarı doğru olan merkezkaç kuvveti dengeleyememesi halinde, dönen cisim, üzerinde döndüğü dairenin merkezinden daha uzağa doğru gidecektir.

Bu prensibin pratik bir uygulamasına iyi bir örnek, santrifüj makineleridir. Sıvılar içinde askıda bulunan katılar ve keza farklı yoğunlukta sıvı karışımları, yani ağırlıklarının hacimlerine oranı farklı olan ve bir emülsiyon halinde birbirlerine karışmış bulunan sıvılar (kaymak ve süt gibi), yeter derecede uzun bir müddet bırakıldıkları vakit birbirlerinden ayrılacaklardır. Süt üzerindeki yerçekimi, daha az yoğunlu olan kaymak üzerindekinden daha büyüktür ve dolayısıyla kaymak üs tarafta yüzecektir. Bu işlem, karışımı bir santrifüj aygıtı (hızla dönen bir kap) içinde döndürmekle çok çabuklaştırılabilir, bu esnada süt, o kadar yoğunlu olmayan ve merkezkaç kuvvet tarafından o derecede kuvvetle itilmeyen, bir kuvvetle kenarlara gider.

Dünyanın niçin güneşe doğru çekilmediğinin sebebi:
Dünyanın, gravitasyon çekimi sebebiyle güneşe doğru çekilmesinin sebebi, kendisini devamlı olarak dışarıya doğru çekmeye çalışan merkezkaç kuvvettir. Buradaki halde iki kuvvet eşit olarak dengededirler. Güneşle dünya arasındaki gravitasyonel kuvvet, yörüngedeki gezegeni çekmeye çalışan bir merkezcil kuvvet olarak etkir. Dönme hareketinin doğurduğu merkezkaç kuvvet, dünyayı uzaklaştırmaya çalışır. Sonuç olarak, gezegenin hızı da sabit kabul edildiği takdirde, güneşle dünya arasındaki uzaklık sabit kalırdı. (Gerçekte durum tam böyle değildir ve hızdaki hafif değişmeler, güneşle dünya arasındaki uzaklıkta küçük değişmelere sebep olurlar).

Aynı prensip, dünya etrafında dönmek üzere fırlatılan yapma uydular için de geçerlidir. Yerçekimi merkezkaç kuvveti dengeler ve uydular, hızın sabit olduğu kabul edilirse, dünyadan az ya da çok sabit uzaklıkta dönebilirler. Fakat hız, dünyanın atmosferiyle sürtünme sebebiyle, yavaş yavaş azalır ve bu etki altında bulunan uydular dünyaya gitgide yaklaşarak sonunda düşerler.


Leave A Reply