Hız
Kutuplarda birinci meridyende insanın normal yürüyüşü ile dünyanın hızı aynı dır.
Hız, bir cismin birim zamanda aldığı yol. Alınan yolun zamana göre değişimi olarak da tanımlanabilir. Hareketlinin herhangi bir andaki hızına ani hız, yol boyundaki hızların ortalamasına da ortalama hız adı verilir. Hız, vektörel bir büyüklüktür. Yönü ve büyüklüğü ile ifade edilir. Hız birimleriSI birim sisteminde m/sn., İngiliz ölçü sisteminde 1 fit/sn. = 30,6 cm/sn. veya 1 mil/saat = 1,6 km/saattir. Yaygın olarak kullanılan hız birimi 1 saatte alınan yolu kilometre cinsinden ifade eden kilometre/saat'tir. Kısaca km/sa. olarak gösterilir (1 m/sn. = 3,6 km/sa.).
Bir hareketlinin hızı, sabit veya değişen olabilir. Değişen hız ise düzgün değişen (sabit ivmeli) veya gelişigüzel değişen hız olabilir, artabilir veya azalabilir. Cismin ivmesi pozitif veya negatif olabilir.
İvmeli bir cismin hareketi tarihte zaman zaman tartışma konusu olmuştur. Örneğin Galileo Galilei ve Aristoteles düşüncesi arasında ivmeli cisimler konusunda ciddi tartışmalar olmuştur. Galileo, kendi kitaplarında da ifade ettiği gibi, bir cismin ivmelenirken durağanlık durumundan son hızına ulaşana kadar aradaki bütün hız durumlarından (bunlar sonsuz sayıdadır) geçtiğini savunuyordu. Ancak Aristotelesçiler bu görüşe "Eğer cisim bütün hız durumlarından geçecek olursa ilerleyemez.", gibi itirazlarla karşı çıkıyorlardı.
Bu tartışmaya son olarak kuantum fiziği, anlık kuantum durumlarında cismin sahip olduğu dalga fonksiyonu eğrisi olarak bakarak, noktayı koydu. Dalga fonksiyonu denklemlerine ve eğri grafiklerine göre yapılan tahminler, deneylerle karşılaştırıldığında fark olmamaktadır.
Bunun dışında Albert Einstein'ın önerdiği ve geçerliliği birçok deneyle kanıtlanmış olan özel görelilik kuramına ve sağduyuya göre de cisimlerin hareketlikleri veya durağanlıkları görelidir. Mesela "Ahmet 15km/sa'lik hızla hareket etmektedir." cümlesinin bir anlamı yoktur. Ancak, "Ahmet, Mehmet'e göre 15km/sa'lik hızla ilerliyor." cümlesi anlamlıdır. Yani hız görelidir, referans belirtilmesi gerekir. Mutlak hız ya da durağanlık diye bir şey yoktur.
Özel göreliliğin denklemleri Lorentz dönüşümleridir. Denklemler için İngilizce Wikipedia'nın Lorentz Transformations (Lorentz Dönüşümleri)sayfasına bakınız. Bu sayfanın son kısmındaki (Expression) denklemler Einstein'ın özel göreliliği kanıtlarken kullandığı ve kendi kitabında (İzafiyet Teorisi) açıkladığı denklemlerdir.
Serbest düşen bir cismin -parabol çizerek kazandığı- hızı düzgün değişen ve artan hız, düz bir yolda 70 km/saat sabit hızla giden arabanın hızı sabit hız, yukarıya doğru düşey olarak fırlatılan bir cismin hızı ise düzgün değişen ve azalan hızdır. Yürüyen bir insanın hızı 5 km/sa., ses hızı havada yaklaşık 340 m/sn. = 1224 km/sa. = 1 mach, ışık hızı ise yaklaşık olarak 300.000 km/sn.'dir.
Bazı Hareketlilerin Erişebildiği En Büyük Hızlar (Hepsi için referans aynıdır.)
- İnsan (100 m'lik yolda) 37 km/sa. (Anlık hız 42km/sa).
- Bisiklet 40 km/sa.
- Yarış atı 70 km/sa.
- Leopar 96 km/sa.
- Balık 109 km/sa.
- Çita 120 km/sa.
- Kuş 360 km/sa.
- Yarış otomobili 413 km/sa.
- Yarış motorsikleti 513 km/sa.
- Özel yarış botu 556 km/sa.
- Tren (Maglev) 581km/sa.
- Özel sürat otomobili 1.227 km/sa.
- Tabanca mermisi (Namludan çıkış hızı) 3.500 km/sa.
- Uçak, 3 mach=3.564 km/sa.
- İnsanlı uzay aracı 39.897 km/sa.
- İnsansız uzay aracı 240.000 km/sa.
Açısal hız bir cismin bir eksen etrafında dönme hızının açı cinsinden ifade edilmesidir. Dünyanın kendi ekseni etrafındaki açısal hızı 7,25 x 10-5radyan/sn., bu dönüşten ötürü ekvator üzerindeki çizgisel hız ise 1.667 km/sa.'tir. Atmosfer de aynı hızla döndüğü için Dünya'nın döndüğünü fark edemeyiz. Dünya'nın döndüğününün fark edilmemesinin bir başka nedeni ise açısal momentumunun sabit olmasıdır. Özel göreliliğe göre cismin kendisi için sabit hız ve durağanlık aynı durumlardır.
Klasik bir örnek olarak, trenin içindeki yolcuların, tren dururken ve tren sabit hızla hareket halindeykenki farkı hissetmemeleri verilebilir. İvmelenme durumu ve sarsıntılar dışında tabii.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder