Yerçekimi Nedir? Tanım, Yerçekimi Hesaplaması

    Günlük hayatımızda yerçekimi hakkında neredeyse hiç düşünmüyoruz, ancak bunun dünyayla nasıl etkileşim kurduğumuzu tanımladığını anlamalıyız. Onun kısıtlamaları içinde büyürüz ve kalbimiz, kaslarımız ve denge sistemimiz buna bağlıdır. Yerçekimi, evrenin temel kuvvetlerinden biridir. Bu yazıda yerçekiminin ne olduğunu ve üzerimizdeki etkisini anlayalım.

Yerçekimi Nedir?

    Kütlesi olan her cisim, diğer her kütleye yerçekimi kuvveti veya kuvveti uygular. Bu çekimin gücü, oyundaki nesne kütlelerine bağlıdır. Yerçekimi, gezegenleri güneşin ve ayın Dünya'nın etrafındaki yörüngesinde tutar. Bu nedenle, yerçekimini şu şekilde tanımlarız:

    Yerçekimi, bir cismi dünyanın merkezine veya kütlesi olan başka herhangi bir fiziksel cisme doğru çeken bir kuvvettir. 

Yerçekiminin Tarihçesi

• 1687'de Sir Isaac Newton ilk kez yerçekimini keşfetti. Bir elma ağacının altında otururken bir elmanın düştüğünü fark etti. Sonra elmanın neden yukarı ya da sola ya da sağa gitmek yerine aşağı indiğini anlamaya çalıştı. Bu durumda, açıkça bilinmeyen bir güç söz konusuydu. Bu kuvvet Newton'un yerçekimi dediği şeydir ve teorisine Newton'un Evrensel Yerçekimi yasası denir.
• Daha sonra 20. yüzyılın başlarında, Albert Einstein yerçekimi hakkında yepyeni bir fikir geliştirdi. Ona göre yerçekimi, uzay ve zamanın bükülmesidir.

Evrendeki Yerçekimi

    Yerçekiminin ne olduğunu anladıktan sonra, yerçekiminin dünyadaki yaşamın sürdürülmesinde nasıl önemli bir rol oynadığını bize bildirin. Dünya ile güneş arasındaki yerçekimi kuvveti nedeniyle, atmosfer yerinde tutulur ve bize hayatta kalmak için nefes almamız gereken havayı sağlar. Ayrıca bizi güneşten koruyarak güneşin ışığının ve sıcaklığının tadını çıkarmamızı sağlar.

Yerçekimi Ölçümü

    Sir Issac Newton yerçekimi kuvvetini şu şekilde tanımlamıştır: 

    "Evrendeki her madde parçacığı, parçacıkların kütlelerinin çarpımı ile doğru orantılı ve aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılı bir kuvvetle diğer tüm parçacıkları çeker." 

    Matematiksel olarak, bu şu anlama gelir: 

    Nerede

• F kuvvettir,
• m₁ ve m₂ etkileşen nesnelerin kütleleridir
• r, kütlelerin merkezi arasındaki mesafedir
• G yerçekimi sabitidir ( 6.674×10⁻¹¹ m³⋅kg⁻¹⋅S⁻² )

    Bu denklem kuvvetin büyüklüğünü verir ve çekici bir kuvvet olduğu için her zaman diğer cisme doğru yönlendirilecektir. Yukarıdaki denklemden, kütlesi olan her şeyin yerçekimine sahip olduğu sonucuna varabiliriz. Daha ağır kütleye sahip nesneler daha fazla yerçekimine sahiptir. İki nesne ne kadar yakınsa, aralarındaki yerçekimi kuvveti o kadar ağır olur. Yerçekimi mesafe ile zayıflar. Yukarıdaki formül, iki nesne arasındaki yerçekimi kuvvetini hesaplamak için kullanılır.

Yeryüzünde Yerçekimi

    Diğer gök cisimleriyle karşılaştırıldığında, Dünya'nın ortalama bir yerçekimi kuvveti vardır. Dünya üzerindeki çeşitli yerler, ortalamadan daha küçük veya daha büyük yerçekimi alanları sergiler. Bu, esas olarak gezegendeki kütle değişiminden ( daha yüksek veya daha düşük madde dağılımı ) kaynaklanmaktadır. Yerçekimi kuvveti, iki veya daha fazla cisim arasında bir çekim oluşturan kuvvettir. Daha az kütleye sahip nesneler zayıf bir yerçekimi kuvvetine sahipken, daha büyük kütleli nesneler daha güçlü bir yerçekimi kuvvetine sahiptir.

    Dünya'nın yerçekimi kuvveti nedeniyle nesneler yere tutulur. Nesneler aslında Dünya'ya bir yerçekimi kuvveti uygular. Dünya üzerindeki her nesne Dünya'dan çok daha az kütleye sahip olduğundan, bu tür nesnelerin uyguladığı yerçekimi kuvveti, Dünya'nın yerçekimi kuvvetine kıyasla ihmal edilebilir düzeydedir. Dünyanın ortalama yerçekimi kuvveti 9.8 m/s² 'dir.

Yerçekimi Örnekleri

    Yerçekiminin ne olduğunu öğrendikten sonra, iş yerindeki birkaç yerçekimi örneğine bir göz atalım: 

• Güneşteki gazlar yerçekimi ile bir arada tutulur. 
• Yerçekimi, suyun üstte asılı kalmak yerine bir bardağın dibinde durmasından sorumludur. 
• Dünya ile ay arasındaki çekim kuvveti okyanusta gelgitlere neden olur. Bu yerçekiminin sonucudur. 
• Yerçekimi, ayın dünyanın etrafında dönmesine neden olur. 

    Yerçekimi tüm nesneler üzerinde aynı etkiye sahiptir. Demir bir yol ve bir tüy düşürürseniz, aynı hızda düşerler. Hava direncinin yerçekimi üzerindeki etkisi nedeniyle, demir çubuk daha yüksek bir hızda düşüyor gibi görünebilir. Ancak, boşluğa düşürülürlerse, aynı anda düşerlerdi. Bir nesnenin yerçekimi, boyutuna bağlıdır. Daha spesifik olmak gerekirse, bir nesnenin Yerçekimi, o nesnenin kütlesine bağlıdır. Kuşkusuz doğada bilinen en zayıf kuvvettir ve bu nedenle günlük maddenin iç özelliklerini belirlemede hiçbir rol oynamaz.

Yerçekimi ve Ağırlık Arasındaki İlişki

    Ağırlık, bir cismin yerçekimi ile yeryüzüne çekildiği kuvvet olarak tanımlanır. Yerçekimi kuvveti F_g için başka bir kelimedir. Ağırlık, dünyaya yakın tüm nesnelere etki eden bir kuvvettir. Bir cismin ağırlığı, cismin kütlesi ile yerçekimi ivmesinin büyüklüğünün çarpılmasıyla hesaplanabilir ( g = 9.8 m/s² ).

    Matematiksel olarak şu şekilde temsil edilir: 

    Nerede

• F_g yerçekimi kuvvetidir
• m cismin kütlesidir
• g, yerçekimi ivmesidir

    Birçok insan kütleyi ağırlıkla karıştırır. Kütlenin, cismin hıza, başka bir deyişle cismin eylemsizliğine ne kadar direndiğinin ölçüsü olduğu unutulmamalıdır. Birbirleriyle yakından ilişkili olmalarına rağmen, farklı anlamlara gelirler. Kütlenin birimi kg'dır, oysa ağırlık bir kuvvettir ve birimi N'dir.

Yerçekimi Hakkında Gerçekler

• Yerçekimi, doğanın bilinen dört temel kuvvetinin en zayıfıdır, ancak en baskın kuvvettir. En zayıf kuvvet olmasına rağmen, Yerçekimi tüm güneş sistemlerini ve galaksileri bir arada tutar.
• Serbest düşüş hızı, dünya yüzeyi üzerinde tutarlıdır. Bu, tüm nesnelerin aynı hızda düştüğü anlamına gelir. Yeryüzündeki bu hız 9.8 m/s olarak hesaplanmıştır.
• G'nin şu anki en iyi tahmini, yaklaşık olarak eşit olmasıdır. 6,67259 × 10⁻¹¹ kilogram kare başına Newton-metrekare.
• Siz ve Dünya arasındaki çekim kuvveti sizin ağırlığınızdır. 
• Bir nesne, Dünya'nın yerçekimi kuvvetini geride bırakmak için saniyede 7 mil, yani dünyanın kaçış hızı kadar yol almalıdır. 
• Ay'daki yerçekimi kuvveti Dünya'dakinin yaklaşık %16'sıdır, Mars, Dünya'nın çekiminin yaklaşık %38'ine sahiptir ve Jüpiter, Dünya'nın yerçekiminin 2,5 katına sahiptir. 
• Kara Delikler, evrende ışığın bile kaçamayacağı güçlü yerçekimine sahip yerlerdir. 
• Yerçekimi ışığı bükebilir! 
• Einstein'a göre yerçekimi bir kuvvet değildir. 
• Yerçekimi dört temel kuvvetin en zayıfı olabilir, ancak sınırsız bir menzile sahiptir. 

    Yerçekimi bizim için çok önemlidir. Yerçekimi olmasaydı dünyada yaşamamız mümkün olmazdı. Güneşin yerçekimi, dünyanın onun etrafında dönmesini sağlar ve bizi güneşin sıcaklığının ve ışığının tadını çıkarmak için rahat bir mesafede tutar. Nihayetinde, yerçekimi kozmosu bir arada tutan yapıştırıcıdır!

Sıkça Sorulan Sorular – SSS

1. Yerçekimi nedir?

    Yerçekimi, bir cismi dünyanın merkezine veya kütlesi olan başka herhangi bir fiziksel cisme doğru çeken bir kuvvettir. 

2. Yerçekimi örnekleri nelerdir?

    Güneşteki gazlar yerçekimi ile bir arada tutulur ve yerçekimi, ayın dünyanın etrafında dönmesine neden olan şeydir. 

3. Binanın tepesinde zaman alttakinden daha mı hızlı akıyor?

    Evet, dünya yüzeyindeki zamana kıyasla dünya yüzeyinden ne kadar uzakta olursanız zaman o kadar hızlı akar. Bu etki "yerçekimi zaman genişlemesi" olarak bilinir. 

4. Uzay gemileri yapay yerçekimini nasıl yaratır?

    Bir uzay gemisi, kendi ekseni etrafında dönerek yapay yerçekimi elde edebilir. Bunu başarmak için, dönme yarıçapı büyük olmalıdır. Ek olarak, bir gemi sürekli olarak ileri doğru hızlanarak yapay yerçekimi yaratabilir.

5. Dünyadaki yerçekimi hızı nedir?

    Yerçekimi, serbest düşen cisimlere verdiği ivme ile ölçülür. Dünya yüzeyinde, yerçekimi ivmesi saniyede yaklaşık 9,8 metredir.

6. Yerçekiminin etkisi sonsuza kadar uzanır mı?

    Güneş ve Dünya gibi yerçekimi cisimlerinden ne kadar uzaklaşırsanız, üzerinizdeki yerçekimi etkisi zayıflar ama asla tamamen ortadan kalkmaz.