Ağırlık ve Çekim Kuvveti Nedir

Merhaba arkadaşlar bu yazımızda sizlere ağırlık ve çekim kuvveti nedir konularını anlatacağız, bunun yanı sıra konuyu daha iyi kavramak için bu konu ile ilgili örnek çözeceğiz. Cisimlerin, dünyaya doğru çekilmesi gerçeğinden hepimiz haberdarız. Bir cis­me, dünyanın uyguladığı kuvvet, çekim kuvveti olarak adlandırılır ve Fg ile gösterilir. Bıı kuvvet dünyanın merkezine doğru yönelmiştir ve kuvvetin bü­yüklüğü cismin ağırlığı olarak bilinir.

Serbest düşme yapan bir cismin yerin merkezine doğru yönelik bir g ivmesi etkisinde kalıyor. ∑F = ma  şeklinde verilen Newton’un ikinci yasasını ∑F = Fg ve a = g olmak üzere serbest düşen m kütleli cisme uygularsak

elde edilir. O halde bir cismin ağırlığı, F nin büyüklüğü olarak tanımlanmıştır ve bu mg dir. (Çekim ivmesinin italik yazılmış hali olan g ile, “gram” keli­mesinin italik yazılmış hali olan g karıştırılmamalıdır.)

Ağırlık g ye bağlı olduğundan, coğrafi konuma göre değişir. Bir cismin yükseklerdeki ağırlığı, deniz seviyesine göre daha az olur. Bunun nedeni, g nin dünyanın merkezinden uzaklaşıldıkça küçülmesidir. Böylece kütlenin tersine, ağırlık cismin değişmez bir özelliği değildir mesela Empire State binası­nın inşası sırasında 1000 kg lık tuğla blokları kullanılmıştır ki bu blokların ağırlığı binanın tepesinde zemindekinden yaklaşık olarak 1 N azdır. Örneğin bir cisim 70.0 kg kütleye sahipse, g = 9,80 m/s² olan bir yerde ağırlığı mg =686N; g = 9,77 m/s² olan bir dağın tepesinde ağırlığı mg = 684N olur. Bu so­nuçlar ağırlığın yükseklikle 2 N azaldığını gösterir. Böylece diyet yapmadan ağırlık azalması isterseniz, bir dağa tırmanmalı veya 30000 ft yüksekte uçan bir uçak içinde olmalısınız.

Bir cismin ağırlığı Fg = mg olduğundan, iki cismin kütlesini, bir yaylı kantarla ağırlıklarını ölçerek karşılaştırabiliriz. Yani verilen bir konumda iki cis­min ağırlıklarının oranı, kütlelerinin oranına eşittir.

Astronot Edwin Aldrin’ in sırtına dün­yadaki ağırlığı 300 lb lik hayat destekle­me ünitesi bağlandı. Eğitim süresince de 3001b lik yük, 50 lb lik yük ile taklid edil­di. Ünitenin indirgenmiş ağırlığının etkin olarak Ay üzerindeki ağırlığına ben­zeşimi (simulasyonu) elde edilmiş olma­sına rağmen kütlesinin değişmez kalma­sından dolayı aydaki hareketlerin tam doğru taklidini yapmadı. Bunlar ay üze­rinde iken, ünitenin dünya üzerindeymiş gibi ivmelenmesinden meydana gelen zorluklardı (belki ani zıplamaya eğilme­ye, dönmeye, ivmelenmeye kütlenin etki­sinin değişmemesi) {NASA’mv izniyle).

Ağırlık ve Çekim Kuvveti İle İlgili Örnek

Örnek:Asansör, yukarı doğru ivmeli olarak çıkarken asansör için­de ayakta durduğunuz olmuştur. Bu durumda kendimizi ağırlaşmış hissedersiniz. Gerçekte, asansör içinde bir kan­tar üzerinde bulunuyorsanız kantar gerçek ağırlığınızdan daha büyük bir kuvvet ölçer. O halde yukarı doğru ivmelenen asansör içinde ağırlaştığınızı hissetmenizin ölçülmüş deliline sahipsiniz. Gerçekten ağırlaşır mısınız?

Çözüm:Hayır ağırlığınız değişmemiştir. Yukarı yön­lü ivme oluşturmak için asansör tabanı veya kantar, ayakla­rınıza yukarı doğru bir kuvvet uygulamalıdır ki bu kuvvet si­zin ağırlığınızdan büyüktür. Sizin hissettiğiniz kuvvet bu- dur ve ağırlaşmış gibi yorumlarsınız. Kantar, bu yukarı yön­lü kuvveti ölçer sizin ağırlığınızı ölçmez. Kantarın ölçtüğü değer ağırlığınızdan fazladır.

Bu yazımızda sizlere ağırlık ve çekim kuvveti konularını anlattık. Diğer yazımızda görüşmek üzere.