Tüy ne kadar hızlı düşer?

Elinizle bir yumurta tutup sonra bıraktığınızda ne olur? Tavana mı yükselecek? Kesinlikle hayır! Yere düşecek ve muhtemelen kırılacak. Neden mi? Doğru, tüm bunlar küçük bir kuvvet olan yerçekimi sayesinde olur.

Yerçekimi sayesinde, yerde güvenli bir duruşa sahibiz. Yerçekimi olmadan doğrudan uzayın içine doğru yüzebilirdik. Bunun yerine, Dünya bizi her zaman merkezine doğru çeker ve bizi yerde tutar.

Kütlesi olan her nesne, etrafındaki her şey üzerinde çekim kuvveti uygular. Bu kuvvet, nesnelerin kütlesine göre belirlenir. Dünya gibi büyük bir kütleye sahip nesneler, onlara yakın nesneler üzerinde güçlü bir çekim kuvveti uygular, örneğin insanlar ve hayvanlar.

Yerçekimi dışındaki diğer nesneleri kendine doğru çekmenin yanı sıra, Dünya da bu nesnelerin yere yaklaştıkça hızlanmasını sağlar. Başka bir deyişle, nesneler Dünya’ya yaklaştıkça hızlanır. Daha da önemlisi, bilimin yasaları bize, düşerken tüm nesnelerin kütlelerine bakılmaksızın aynı oranda hız kazandığını söyler.

İtalyan bilim insanı Galileo Galilei, nesnelerin düşme hızını hesapladı. Hesaplarına göre, bırakılan bir nesne saniyede 9.8 metre hızla yere düşer.

Ama nasıl olabilir? Çevremizdeki dünyayla deneyimimize dayanarak, bu kontrolden çıkmış gibi görünüyor. Örneğin, bir elinizde bir tüy tutun ve diğer elinizde bir tuğla tutun ve ikisini aynı anda bırakın, aynı anda yere çarpmazlar. Peki, hangisi önce düşer?

Hangisi önce düşer? Eğer tuğlayı söylediyseniz, doğru cevap! Peki, neden öyle? Eğer yerçekimi nesnelerin aynı hızda yere düşmesine neden oluyorsa, o zaman neden tüy tuğladan çok daha sonra yere düşer?

Cevap başka bir bilimsel kavramda yatıyor: hava direnci. Hava her yerde mevcuttur. Bu hava molekülleri birbirine ve diğer nesnelere karşı itme kuvveti uygular. Düşen herhangi bir şeye karşı sürtünme kuvveti olarak yukarı doğru bir kuvvet sağlar. Galileo ayrıca, bir şeyin ne kadar yoğun olursa, hava direncinden o kadar az etkilendiğini keşfetti. Daha az yoğun olan nesneler hava direnci tarafından daha fazla yavaşlatılır.

Bu, tüyün düşerken çok yavaş bir şekilde yere düşmesini açıklar. Öte yandan, tuğla hızlı bir şekilde düşer – sanki etrafında hiç hava yokmuş gibi. Bu teorileri test eden bilim insanları, bir tüyü bir vakum içine (havasız bir kap) bıraktığınızda, tüyün tuğla ile aynı hızda düşeceğini söyleyecektir!

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. Hangisinin en hızlı düştüğünü düşünüyorsunuz?

Deneyin

Umarız bugünkü tüylü Merakımız gerçekten ilginizi çekti! Daha fazlası için bir arkadaş veya aile üyesi bulun ve bu diğer eğlenceli aktivitelere göz atın:

  • Farklı yoğunluklara ve hava direncine sahip nesnelerin farklı hızlarda düştüğünü bizzat gözlemleyin. Bir tüy, bir kaşık ve çeşitli diğer nesneler alın. Bunları bir kağıt parçasına yazın ve hangi nesnelerin en hızlı düşeceği konusunda bir tahminde bulunun. Ardından, tahminlerinizi test edin. Her bir öğeyi bir masanın kenarından iterek bırakın. Her öğenin aynı yükseklikten düştüğünden emin olun. Hangi nesneler en hızlı düşer? Tahminleriniz doğru muydu? Şaşırtıcı sonuçlarla karşılaştınız mı?
  • Yerçekimi olmadan bir hayal edin. Başlangıçta istediğiniz zaman uzayda uçmanın keyifli görünebileceği düşünülebilir. Ancak, sonunda sıkıcı hale gelir miydi? Günlük hayatınız nasıl değişirdi? Spor yaparken, duş alırken veya bir kase mısır gevreği yediğinizde nasıl katılırdınız? Bu aktivitelerin yerçekimsiz bir dünyada nasıl farklılık göstereceğini düşünün. Ardından, hayatın nasıl olacağına dair kısa bir hikaye yazın. Nasıl uyum sağlardınız? Hayatı daha normal hale getirmek için hangi tür icatlara ihtiyaç duyulurdu? Sıklıkla göz ardı ettiğimiz fiziksel güç olmadan bir yaşamın olasılıklarını keşfetmekten keyif alın!
  • Zorlu bir meydan okumaya hazır mısınız? İnternete girin ve yerçekimi nedeniyle hızlanmayı hesaplamak için Galileo’nun deneyini kopyalamayı öğrenin. Başlamadan önce gerekli tüm malzemelere sahip olduğunuzdan emin olun. Bir yetişkinin yardımını aramak her zaman iyi bir fikirdir. Galileo’nun sürecini yeniden oluşturmaya çalışmak için bilimsel ve matematiksel becerilerinizi kullanmanız gerekecek. Modern teknoloji yardımı olmadan basit malzemeler ve temel deneyler kullanarak nasıl sonuçlar çıkarabildiği gerçekten olağanüstüdür. Galileo’nun zamanında bir bilim insanı olmayı ister miydiniz? Neden veya neden olmasınızdı?

Harika Kaynaklar

  • http://www.physicsclassroom.com/mmedia/newtlaws/efar.cfm (12 Eylül 2020 tarihinde erişildi)
  • https://www.khanacademy.org/science/physics/newton-gravitation/gravity-newtonian/v/would-a-brick-or-feather-fall-faster (12 Eylül 2020 tarihinde erişildi)
  • http://www.infoplease.com/cig/science-fair-projects/some-objects-fall-faster-others.html (12 Eylül 2020 tarihinde erişildi)
  • http://www.physics4kids.com/files/motion_gravity.html (12 Eylül 2020 tarihinde erişildi)

1. Bir tüyün ağırlığı düşme hızını nasıl etkiler?

Bir tüyün ağırlığı düşme hızını önemli ölçüde etkilemez. Hava direncinin olmadığı bir vakumda, tüm nesneler ağırlıklarına bakılmaksızın aynı hızda düşer. Buna eşdeğerlik prensibi denir. Ancak, Dünya’nın atmosferinde tüyler hava direnciyle karşılaşır ve düşmelerini yavaşlatır. Tüyün hafif ağırlığı, kütlesine göre daha büyük bir yüzey alanına sahip olması anlamına gelir, bu da daha fazla hava direncine neden olur. Sonuç olarak, tüyler kaya gibi daha ağır nesnelerden daha yavaş düşer.

2. Bir tüyün şekli düşme hızını nasıl etkiler?

Evet, bir tüyün şekli düşme hızını etkileyebilir. Tüyler genellikle hafif ve büyük bir yüzey alanına sahiptir, bu da daha yoğun nesnelere göre daha fazla hava direncine neden olur. Bir tüyün şekli, etrafında hava akışının nasıl olduğunu belirleyebilir ve bu da ne kadar dirençle karşılaştığını etkiler. Kuşların tüyleri gibi akışkan bir şekle sahip tüyler, direnci azaltır ve uçuş verimliliğini artırır. Bu akışkan şekil, düzensiz şekillere veya aerodinamik olmayan tüylere göre daha hızlı düşmelerine izin verir.

3. Tüyler düşerken terminal hıza ulaşabilir mi?

Evet, tüyler Dünya’nın atmosferinde düşerken terminal hıza ulaşabilir. Terminal hız, düşerken nesnenin aşağı doğru çekilen yerçekimi kuvvetinin, ona karşı iten hava direnci tarafından dengelediği maksimum hızdır. Bununla birlikte, tüylerin terminal hızı, daha büyük yüzey alanı ve daha düşük kütlesi nedeniyle daha yoğun nesnelerinkinden çok daha yavaştır. Tüylerin tüy benzeri bir yapıya sahip olması, havada türbülans oluşturarak direnci artırır ve serbest düşüş sırasında yüksek hızlara ulaşmalarını engeller.

4. Bir tüyün düşme hızını etkileyebilecek faktörler var mı?

Evet, bir tüyün düşme hızını etkileyebilecek birkaç faktör vardır. Havasının yoğunluğu, tüyün deneyimlediği hava direncini etkileyebilir, çünkü daha yoğun hava daha fazla direnç oluşturur. Tüyün şekli ve boyutu da rol oynar, çünkü daha büyük yüzey alanına ve düzensiz şekle sahip tüyler daha fazla hava direnci deneyimler. Ayrıca, rüzgar veya diğer hava akımları gibi dış etkenler, bir tüyün düşme hızını yavaşlatarak veya hızlandırarak etkileyebilir. Genel olarak, bir tüyün ağırlığı düşme hızını önemli ölçüde etkilemese de, şekli, boyutu ve çevresel faktörler, düşme hızını nasıl etkilediği konusunda çeşitli etkilere sahip olabilir.

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir