Yer Çekimine Meydan Okumak!

Aylar öncesinde bir ayağı boşta olan ve diğer tarafı ipe asılı bir bisiklet tekerleğinin dönerken düşmediğini görmek beni etkilemişti. Bende bu konu ile ilgili bir yazı yazmak istedim.

Jiroskop Nedir?

Jiroskop veya Türkçe adıyla düzdöner, dönüş ekseninin kendi kendine herhangi bir yönü kabul etmekte özgür olduğu dönen bir çark veya disktir. Açısal hızın korumasına göre dönerken bu eksenin yönü devrilmeden veya dayanağın yönünden etkilenmez. Bundan dolayı jiroskoplar yönü ölçmek veya elde etmek için yararlıdır.

Tarihi:

1852 yılında Fransız LéonFoucault, dünyanın döndüğünü kanıtlamak için jiroskopu geliştirdi. 20. yy başlarında mekanik enerji olmadan elektrik enerjisi ile kullanılmaya başlandı. Bu teknolojik gelişmeler sayesinde daha geniş uygulama alanları oluştu.

Kullanım yerleri:

Uçaklarda otomatik kontrol ve rota tespitinde, gemilerde manyetik pusula yerine, yer altı maden kaynaklarında, savunma sanayinde füzelerin hassas olarak ölçümlerinde, uzay çalışmalarında uyduların dünyaya olan konumlarının doğruluğunu belirlemede jiroskoplardan yararlanılır.

Ayrıca uçaklarda ve gemilerde dengeleyici olarak kullanılır. Jiroskop gemilerde dengeleyici görevi görerek kötü hava şartlarında geminin yalpalanmasını engeller ve konforlu bir yolculuk yapmamızı sağlar.

Momentum Nedir?

Hareket hâlindeki bir cismin, hareketini sürdürmesini sağlayan kuvvete momentum denir. Momentum (P), cismin kütlesi ve hızının çarpımıyla bulunur.

Hareket halindeki her cismin momentumu vardır. Momentum vektörel bir büyüklüktür. Yani bir büyüklüğü ve yönü vardır.

Momentum miktarı, hıza ve cismin kütlesine bağlıdır. Hızı artan bir cismin momentumu da artış gösterir. Aynı hızla hareket eden bir otomobil ile bir kamyonun momentumları, bunların kütlelerinin farklı olması sebebiyle aynı değildir. Kütlesi büyük olan kamyonun momentumu daha büyüktür. Hareket eden bir cisim hızını veya kütlesini değiştirirse momentum kazanır veya kaybeder.

Açısal Momentum Nedir?

Momentumun bir eksene göre momentine açısal momentum denir. Açısal momentum dönme ve yuvarlanma hareketlerinde gözlenir. Dönen her cisim açısal momentuma sahiptir ve bu da aynı momentum gibi korunumlu bir büyüklüktür. Dönen bir sistemde dışarıdan etki eden bir tork yok ise sistemin toplam açısal momentumu sabit kalır ve dönmeye devam eder.

Bir bisiklet devinim durumunda iken binicinin dengesini sağlaması kolaydır ama durduktan sonra nerede ise olanaksız! 

Bu olay açısal momentum ile ilgilidir. Dönen her nesne bir açısal momentuma sahiptir. Bisiklet devinirken tekerlekleri döner. Bu da sağ el kuralına göre, bisiklete bir açısal momentum sağlar. Bisiklet ileri doğru devinirken, açısal momentum yönü sola doğru olur. Bisikletin dengesini yitirip herhangi bir yöne devrilmesi tekerleklerin yere değdiği noktanın eksen olduğu bir dönme devinimidir. 

Örneğin bisiklet sağa doğru devrildiğinde, sağ el kuralı gereği ileri doğru bir açısal momentum kazanmalıdır. Sola doğru devrildiğinde ise geriye doğru bir açısal momentum yöneyi oluşur. Ancak açısal momentumun korunumu gereği, bu durum var olan sola doğru açısal momentum yöneyindeki değişimi gerektirecektir. Bu da açısal momentumunu korumak isteyen sistemin dengede kalmasını sağlar.

İşte bu anlatılanlardan dolayı bisikletle giderken dengenizi kolaylıkla sağlayabilir ancak durduğunda ise düşersiniz.

---