Fizik –9 / b–
İçerik: Duran cisimlerin dalgası olmaz. Bu yazının başlığı da devinen nesnenin dalgası anlamı taşır. Dalgalı evrene hoş geldiniz!
Ne olduğunu bilmediğim ama miktarını ölçebildiğim bir m kütlesine sahip nesnem, bir masa üstünde duruyor olsun. Duruyordur, çünkü aşağı çeken yerçekim kuvveti, masa atomlarının elektronlarının nesneminkileri itmesiyle dengelenmekte.
Peki, masa atomlarının elektronları ve çekirdekleri ile nesneminkiler de etkileşip, iğ biçimine niçin bürünmüyorlar da acep, nesne ile masa bütünleşmiyor, yeni bir bütünsellik oluşturmuyor?
Böylesi durumlarda, bazı özel koşullar sağlandığında farklı yapılardaki iki nesne birbirini çekebilir de itebilir de. Bu olguya kohezyon diyoruz. (*)
Şimdilik kohezyonu bir yana koyup kütlesi m olan nesneme, tamı tamına mg kuvveti ama alttan yukarı doğru uyguluyor olayım elimle. Bu durumda da kütlem dengede olacak yani devinmeyecektir.
Artık, aynı kuvveti uygulayarak ama nesnemin hızlanmasına olanak tanımaksızın onu yukarı kaldırayım. Biraz kaldırdıktan sonra, yani yerden yüksekliğini h kadar artırıp durayım.
Bu durumda, uyguladığım kuvvet yeğinliği (‘amplitude’) ve yönü yukarı yani devinim doğrultusunda sabit kaldığı için, benim yaptığım İŞ(ben) şuna eşit olacaktır; uyguladığım kuvvet çarpı yol!
Hemen üst satırdaki Türkçe ifadeyi matematikçede terceme edecek olursam;
İŞ(ben) = (mg)h .>>> Eşitlik 1
Aynı sırada, Yer de yani Dünya da, daha açık sözlerle Dünya’nın çekim alanı da iş yapmıştır. Onun yaptığı işe de İŞ(Dünya) dersem
İŞ(Dünya) = -(mg)h >>> Eşitlik 2
olacaktır. Eşitlik 2’de eksi işaretinin varlık nedeni, yerçekimi ile devinim yönlerinin zıt olmasıdır.
Ortalıkta sadece iki kuvvet olduğu, başka kuvvet olmadığı için, bu iki kuvvetin yaptığı işleri toplayacak olursam sıfır elde ederim.
İŞ(ben)+İŞ(Dünya) = mgh-mgh=0. >>> Eşitlik 3
Toplam iş sıfır, h’den küçük her yükseklik için sıfır olduğu için nesne hızlanmaz. Ya da tersi, nesne hızlandırılmadan yukarı taşındığı için toplam enerji sıfır olarak sonuçlanır.
Ama, benim uyguladığım kuvvet 2mg kadar olsaydı, m kütleli nesnem, tepe düzeyine ulaştığına dek yaptığım iş 2mgh olurdu, toplam iş de sıfır değil mgh kadar olurdu ve bu da nesneme kinetik enerji (K) kazandırmış olmamla sonuçlanırdı;
K = (2mgh)-(mgh)=mgh. >>> Eşitlik 4
Nesnem, tepe düzeyinde v hızına ulaşmışsa
K = ½ mv^2 = mgh >>> Eşitlik 5
elde ederim; buradan da v hızının karekök içinde 2gh değerine eşit olduğunu tespit ederim.
Karekök içinde 2gh değeri, fizik kitaplarında ‘zaman içermeyen (zamansız) hız formülü’ de veya h = v^2/(2g) değerine ‘zaman içermeyen (zamansız) yol formülü’ de denir.
Gelgelelim, bu yazının en çetrefilli bölümünü sona, işbu paragrafa saklamış idim; Eşitlik 1’deki İŞ(ben) veya Eşitlik 2’deki İŞ(Dünya) değerinin eksilisine yani –İŞ(Dünya)’ya, m kütleli nesnemin yüksekliği h kadar yukarı yönde değiştiğinde sahip olacağı Potansiyel Enerji denir.
Nesnem, o yükseklikte serbest kaldığında, yani elimi altından çektiğimde düşmeye başlar, aşağı doğru hızlanır, Potansiyel Enerji aynı anda Kinetik Enerji’ye dönüşür.
Bu yazının bir de aykırı sorusu var: tam olarak Potansiyel Enerji nedir?
Yanıt: Bilmiyorum. Ah, kütle nedir ve kuvvet (‘action at a distance’) nedir bilebilseydim keşke! Keşke, şimdiye dek bir bile_BİLE_n olmuş olsaydı da ben de öğren_EBİL_seydim!
Ama bütün bunlar, Potansiyel Enerji’yi ilm_i fizikte kullanamayacağım anlamına gelmez; DALGA MEKANİĞİ – c –‘de kullanacağım. Hem de aslanlar, kaplanlar gibi.
(*) https://www.google.com/search?q=kohezyon&sca_esv=93dba3a330e5cf9e&sxsrf=ADLYWIJ1BBwi-jIddMyEvetcWu5VJWUEHA:1731359782981&udm=2&source=iu&ictx=1&vet=1&fir=Rce-A1T9f5HRqM%252CImCbIBRpwuxuxM%252C_%253BKOLRUzsihFtHyM%252CtsN2E6rtuc7S8M%252C_%253B001QaVPhLmn_rM%252CNV-W8Dc5FRuAjM%252C_%253B1YZUy-dvZ9kA-M%252CVDDG_HYLMxjW3M%252C_%253BIA_E3Vu16_xVmM%252CqQwNqXt7Jon4VM%252C_&usg=AI4_-kQg7oAeEkH4cBphKJoOC2q2-tHmmg&sa=X&ved=2ahUKEwj17N7mmdWJAxVVTWwGHTI2DKQQ_h16BAg5EAE#vhid=KOLRUzsihFtHyM&vssid=mosaic