Çok zor anlaşılan ve birinin diğeriyle hiç bir bağlantısı
Yüklə 241,47 Kb. Pdf görüntüsü
|
5 açıkladı. Galileo edindiği astronomi sonuçları ile insanların dünya görüşlerindeki en büyük gelişimlerden bazılarını yapmıştır. O, 20 yaşından sonra, fiziğin en temel kanunlarından bazıları için zemin yaratmıştır. Ama bunların arasında en önemlileri, görelilik ilkesini bulması ve teleskobuyla yaptığı devrimsel buluşlardır. Newton fiziğine yönelik önemli buluşlarından biri de cismin hareket durumunun kendine ve bu durumun değişmesinin dış etkilere bağlı olmasıdır ki bu Newton’un birinci (daha az ölçüde de ikinci) yasası yönünde ilk önemli adım olmuştur. Bir diğeri de cisimlerin serbest düşmelerini ve sarkacın hareketini çalışarak Newton’un evrensel çekim kanunu yolunda gerekli gelişmeleri sağlamasıdır (Pizza‘daki kuleden cisimleri bırakması ve klisedeki avizenin hareketlerini çalışmasını hatırlayın). Kütlesi m, yarıçapı r olan bir küreyi, uzunluğu ( ) yarıçaptan çok fazla olan (
〉〉 ) bir ipe asalım. Burada ipin kütlesi, kürenin kütlesinden çok az olduğundan yok sayılır. Bu durumda ağır kürenin nasıl salınım yaptığını bulursak, o zaman kürenin çapını göz ardı edebilir ve küreyi maddesel nokta olarak kabul edebiliriz. Bu basit kurguya “matematik sarkaç” diyoruz. Matematik sarkacın salınım periyodu
g 2 T π = (1) olarak yazılabilir ve yalnızca sarkaç ipinin uzunluğuna ve deneyin yapıldığı yerdeki dünya çekim kuvvetinin serbest cisme kazandırdığı ivmenin (g) büyüklüğüne (ortalaması: 8 , 9 =
m/s 2
3 Bu bir
yaklaşım, bir modeldir ve çekim teorisinin uygulandığı alanlar için önemli bir modeldir. Kürenin asıldığı ipin kütlesi büyük ise ve r 〉〉 koşulu sağlanmıyor ise bu sarkaca “fiziksel sarkaç” denir ve salınım periyodu bu kadar basit olmaz. Galileo matematik sarkaçların periyodunun yalnızca sarkacın uzunluğuna bağlı olduğunu bulmuştu. O dönemde doğru çalışan bir saat yoktu. Saat yerine çok sayıda gözlenen bir periyot için geçen toplam zamanı, periyot sayısına bölerek hata payı azaltılıyordu. Galileo genç olduğundan kendi kalp ritmini bir saat gibi kullanıyordu. Aynı uzunlukta, farklı ağırlıklı sarkaçların hız değişimlerinin aynı olduğunu ve aynı yolu, aynı zamanlarda aldıklarını (kalp ritmini kullanarak) Galileo bulmuştu. Galileo’nun öğrencisi Evangelista Torrichelli (1608-1847) ise, havası boşaltılmış borunun içindeki küçük cisimlerin, yoğunluklarından ve kütlelerinden bağımsız olarak aynı biçimde düştüklerini göstermişti. Bu Newton’un dilinde, farklı kütleli cisimlerin, aynı evrensel çekim alanında aynı ivmelenmeyi göstermeleri demekti. Newton dinamiği dilinde ise diğer cisimlerin ve alanların etkisinde olmayan cisimlerin Dünyanın aynı bölgesinde, aynı ivme ile düşmesi demekti. Görüyoruz ki Newton’dan önce serbest cismin hareketinin değişiminin (dikkat edin günümüzdeki gibi bir ivme kavramı yok) doğrudan Dünya ile bağlı olduğunu biliyorlardı ancak bunu kütleye bağlayamıyorlardı. Böylelikle, Galileo hareketteki bu değişimin bir kuvvet sonucu olduğunu biliyordu. Bunun yanında, kuvvetin yerden uzaklaştıkça zayıflayabileceğini de bilmesi gerekirdi. Ama Güneş, gezegenler, Dünya ve Ay arasında bir etki kuvvetinin olduğunu
3 Şunu da unutmayalım ki bu ifade ile verilen salınım yalnızca dar açılar için geçerlidir. Bu koşul ve denklemin sabit değeri (katsayısı) ise ancak Newton döneminde bulunabildi. 6 ve bu etkinin sonucunda gezegenlerin hareketlerinin de benzer (Kepler yasalarındaki yörünge hareketleri) olduğuna inanmıyordu. Mıknatısların birbirlerine etkisinin doğası o dönemlerde bilinmese de uyguladıkları kuvvetin aralarındaki uzaklığa bağlı olduğu biliniyordu. Bu nedenle de doğasını bilmeden, cisimler (özellikle Dünya ve üzerindekiler) arasındaki uzaklığın artmasıyla (burada dinamik süreç düşünülmüyor) kuvvetin azalması fikrinin oluşması çok doğaldır. Ama insanlar genelde alıştıkları gibi düşünür. Yukarıda anlatıldığı gibi Hintliler gelgit olayını görüyor ama bilimsel düşünce alışkanlıkları olmadığından gördüklerini bile anlamaya çaba göstermiyorlardı. lgi alanları dar toplumlarda bilimsel düşünce gelişemez ve düşünemeyen insan da doğruları pek göremez. Dünya’nın çekimi ile ilgili bazı bilgiler ve bu bilgilerin kullanımının binlerce yıl gündem konusu yapıldığını hatırlatalım. Doğada bilgi (kitaplarda ki bilim değildir; bilgiyi de bilim olarak sayamayız; ÖSS sınavlarında bilginin olması istenir, bilimin değil; okul kitapları da bilimi anlatmalı, bilimi vermelidir) hep birikir ve üretilir. Buna örnek kargaların ceviz yeme yöntemi verilebilir: Karga, cevizi kırmak için beton veya asfaltın işe yaradığını bilir; yeni malzemelerin fiziksel özelliklerini deneyle öğrenmesi gerektiğini anlamıştır. Cevizi ne kadar yüksekten düşürürse o kadar kolay kırılacağını da bilir. Kuşkusuz bu da bir bilgi ama temeli matematiğe dayanan bilim kadar güvenli değildir. Ne mutlu bize ki biz cevizin kırılma olasılığının, onun betona çarpma anındaki hızına ve bu hızın da cevizin düştüğü yüksekliğin kare kökü ile doğru orantılı olduğunu biliyoruz. Cevizi kırmak için karga onu yukarıdan bırakmalıdır. Peki neden karga her zaman böyle yapmıyor? Belki de karganın yaptığı bilgisizlik olmayıp, fiziğin kinematik ve dinamik kanunları dışında kalan başka bir bildiği olabilir. Ceviz ne kadar yüksekten düşerse onun kırıntıları da bir o kadar geniş alana dağılır. Kırıntıları bulmak zorlaşır ve yakındaki diğer kargalara ve yavrulara yem olabilir. Karganın bu olasılıkları değerlendirmesi gerekir. Seçim kolay değildir. Bu nedenle de yalnızca bir örnekle karganın bildiklerini değerlendirmek zordur. Ama onu uzun zaman izleyerek bildiklerinin ne keder geniş ve mükemmel olduğunu anlayabiliriz. Bu seçime istatistiksel fiziğin temelindeki duran kanunlarda uygundur. Nasıl ki biz hep ayni molekülü izlemiyoruz ve onların özdeş olmalarından yararlanıyoruz, kargaların da ortak özelliklerini incelemek yeterli olabilir. Karganın bilgi düzeyini değerlendirmek kurnaz bilginlerinkini değerlendirmekten daha kolaydır; karganın neyi, nasıl yaptığı göz önündedir.
tek yoludur. Albert Einstein. 3. Evrensel Çekim Yasası: Oluşum
Newton’dan önce tüm cisimlerde gözlenen çekim kuvvetini anlama yönünde en büyük adımı ngiliz fizikçisi ve kimyacısı Robert Hooke (1635-1703) attı. O Newton’dan 7 yaş yaşlıydı ve çoğu büyük biliminsanları gibi henüz 20 yaşlarındayken bilimsel çalışmalara başlamış ve önemli sonuçlar çıkarmaya başlamıştı. Hooke’un deformasyonlar ve yaylı saatlerle ilgili işleri iyi bilinmektedir. Burada hemen hatırlatmak isteriz ki kılcal borularda sıvının yükselmesi ve yüzey gerilimi anlayışı da Hooke’undur (1660-1661). Hooke yeni tür sarkaç ve teleskop hazırlamış, astronomik gözlemler yapmış ve çekim Yüklə 241,47 Kb. Dostları ilə paylaş:
|