Katalog

FizikFelsefe "Koriolis Kuvvet" hayatımızı nasıl etkiliyor? Basit bir fizik olayının teknolojide kullanımı ve etkilediği büyük doğa olayları üzerine... Hakan Kaykısızh oriolis kuvvet nedır, nerden kayndkldtıır, hayatımuı nasıl etkıler' Hava durumundan, denız akımlarına ve hatta çeşmeyı açtıgınızda suyun lavobaya hangı Urafd donerek akacagına kadar bazı dogal olayları ve bu olayları aııldinamıza ydrdım edecek Koriolis kuvvelın, bır su ya da gaz sayacının çalışmd prensıbındekı rolune kadar pek çok bılgıyı matematıkteıı oldbıldığınce arınınıs, halde bu yazıda bulacaksınız K Fkoııoiıs = ' 2 m (<» X V , ) olarak tanımlanır ve burada m, kışının kutlesı , 00 donen platformıın açı sal hızı ve Vr yuruyen kışının hızıdır jBu kuvvetın, platform donerken kışı yurumeye kalktığında dengesmı bozacağını tahmın edebılırsınız Yazının bundaıı sonrakı bolumlerı nı takıp edebılmek bakımından doğa yasalarından uç tanesını tekrar hatırlayalını. 1. Nevvtonun Bırıncı Yasası, hareket eden nesne harekellerıne etkı edecek bır kuvvet olmadıgı surece hareketme devam eder. Nesnenın hareketıne dık yoııde etkıyecek kuvvelın ılk yondekı hız vektorune etkısı yoktur 2. Dunya geometrısı elıps şeklındedır ve farklı enlemlerde, boylamlar arasındakı mesafede farklıdır 3.Yerçekımı kuvvetı etkısı ıle nesneler yerın merkezıne dogru bu kuvvetın etkısı altmdadırlar Bılıyoruz kı yeryuzu uzerındekı tum noktdlar aynı açısal hıza sahıptır ve dolayısıyla her noktd gunde bır tanı tur atar Ve tabıı ayrıca farklı enlemlerdekı doğrusdl hızlar da farklıdır Ekvatora ya kın olan bır noktanın bır gunde kdtetmesı gereken mesafe kutuplara yakm kısımlardakıne gore daha tazladır ve doğal olaıak ekvatora yakla^tıkçd daha yuksek bır dogrusal hızdan bdhsedebılırız Yere bastıgınız nokta ıle aynı hızdd hareket edersınız ve bır sonrakı adımınızı attığınız noktanın hızı bır oncekı noktanınkınden sızın ayırt edemeyeteğınız kadar farklı bır hızd sdhıp olacagından Koriolis kuvvet yerde hareket eden ın sanlar uzerınde farkedılebılır bır etkı ya ratmaz Fakat kuzeye veya guneye doğru ve havadan hareket ettığınızde Nevvton'un bırıncı yasdsma gore sızın doguya doğru ılk hızınu korunur Ekvatordan kuzeye doğru fırlatılan nesnelerın doğuya dogru olan \\u bıleşenlerı, ekvalordd bulunan dıger nesnele rın doguya dogru olan hızlarıyla aynıdır Fdkat nesne ekvatordan uzdkldştıkçd al tındakı yerın doguya dogru olan hızı kendısınınkınden gıderek farklılaşmaya başlayacaktır Sonuçta nesne doğuya dogru yerden daha hızlı harekel edıyor olacak ve bu sdnkı doguya dogru doğaustu guçlerce ıtılıyormuş ızlenımı yaratacaktır Ekvatora doğru hareket eden nesneler ıse ekvatordakınden daha kuçuk dogu hız bıleşenıne sahıp olacağınddiı bdtıya dogru ıtılıyormuş gıbı algılanacaktır (Şekıl2) Tabıı gerçekte bu duruma sebep olacak herhangı doğaustu bır guç yok, sadece altındakı yerın cısmın ılk noktasmdakı hızından farklı hıza sahıp olduğu gerçegı var Şekıl 3'te cısım ekvatordan kutuplara gıderken (1) nolu sarı okla ve cısım kutuplar doguya ve batıya gıden ıkı nesne ıçın duşunursek doğuya doğru gıden merkezden uzaklaşıyor gıbı, batıya doğru gıden ıse merkeze dogru kayıyormuş gıbı algılanacaktır Kuzey yarımkurede yorungesı doğuya doğru nesneler guneye, batıya doğru olanlar kuzeye sapacaktır Koriolis kuvvet onları yorungesınden saptırırken yerçekımı yere doğru çekecek ve gorunen etkı ıse hareket yonune bağlı olarak kuzeye veya guneye doğru sapma olacdktır Ornegın Koriolis kuvvet doguya doğ ru gıden nesneyı yorungesınden ıterken, yerçekımı yere doğru çekecek ve bu guneye doğru bır kuvvetle ıtılıyormui etkısı yaratacaktır Kutuplara doğru gıden nesnelerın doğuya, kutuplardan ekvatora doğru gıden nesneleıınde batıya sapacağını ve doguya doğru hareket eden nesnelerın ekvatora dogıu batıya doğru gıden nesnelerınde kutuplara doğru sapacağını açıkladık Dığeı bır deyı^le kuzey yarımkııre de serbest luıeket eden hava sagd, guney yarım kurede ıse sola sapacaktır HAVA DURUMU Hava durumunu nasıl etkıleyeceğı nı bır ornekle açıklayalım , Bır alçak basınç dlanında etrafındakı dıger bolgelere gore daha az hava var demektır ve bu durumtı dengelemek u/ere o bolgeye bır ha va dkışı olacaktır Yere goıe durağan halden alçak basınç alanına doğru akanjıava kuzey yarımkurede ll) şekıldekı gıbı sağına doğru sapacak Dı ğer yonlerde de bu açıkladığımız sapma lar netıcesınde ıçerıŞekll4 de kaldiı h avay ı dondurucu etkı yaratacak bır hava akımı oluşmu^ olacak o bolgenın etrafında Koriolis kuvvet olmadan da bır noktaya akan akışkan bır gırdap oluşturabılır fakat yönu ge lışıguzel veya akışkanın başlangıç s.drtlarına bağlı olarak değışebılır Bu ıse tah / ŞekİI 5 mın edebıleceğınız gıbı fırtına gıbı hava hareketlerının oluşumunu açıklamaktadır Dunyanın açısal hızı çok kuçuk ol duğundan kı gunde 360 derece, Koriolis kuvvet kısa mesafelerde etkılı değıldır Tabıı kı yuksek hızlar ıçın bunu soylemek yanlış oluı Dahd buyuk mesafelerde bu etkıyı daha net gozlemleyebılırsı nız Orneğm bır pılot eger Koriolis kuvvet etkısını hesaba katmazsa varış nokta sından oldukça sapabıiır Aynı şekılde fuze, top gıbı askerı amaçlı kullanıldn sılahlarda hedeflerınden oldukça sapabılırler dan ekvatora yaklaşırken (2) nolu yeşıl okla yorungesınden nasıl saptığı gorulmekte Kırmızı oklar ıse yerın o noktalarındakı doğrusdl hızlarını belırtmektedır Donen bır dısk uzerınden (Şekıl 4) t"0 diııııdd donme yonunde bır cısım fırlatırsanız, uzerıne etkıyen başka bır kuvvet olmadıgı ıçın doğu yonunde doğrusal hareket yapacaktır Bır zaman geçtıkten sonra (tt,) dıskın konumu değışecek ve eğer bu degışım sızın farkedebıleceğınızden yavaşsa sız artık o cısmın yonunun değışüğını duşuneceksınız Aynı şekılde batıya doğru fırlatılırsa bır muddet sonra pozısyon değıştığınde cısmın sankı donme ekseıııne doğru bır kuvvetle ıtıldığı gozlenecek, çunku referans sıstemınız hareket ettı ve batı eskı bdlı değıl artık MERKEZE ÇEKİŞ Yerçekımı nesnelerı yerın merkezıne doğru çeker ve bu demektır kı cısımletın doğu/batı ydda kuzey/guney yoDönen bir platform üzerlnde yiirümeye çalışan bir insana etki edecek olan Koriolis nundekı hareketlerme etkı etmez Yeryukuvvet zunden bır kesıt alınıp aynı uygulamayı 916/8 9 Ekım 2004