Merkezkaç Kuvveti Nedir

Merkezkaç Kuvveti Nedir – Merkezkaç Kuvveti Hakkında Bilgiler

Bir merkez çevresinde yol alan bir cismi o merkezden uzaklaştıran güce merkezkaç güç adı verilir. Merkezkaç güçle çalışan bir çamaşır kurutma makinesini izlediğimiz zaman kazan dönünce bütün çamaşırların kazanın dibinden kalkarak yukarı doğru çıktıklarını ve dönme süresince kazanın iki yanına yapışarak durduklarını, makine durunca da tekrar dibe düştüklerini görürüz. Bu hareketin nedeni kazan dönerken oluşan merkezkaç güçtür.
Bu tür bir kurutma makinesi merkezkaç güce dayanarak çalışan basit bir alettir. Makinenin içinde oluşan güç yerçekimine çok benzeyen bir güçtür.
Ucundan sicimle bağlanmış bir topu başımızın çevresinde giderek hızlanan bir şekilde döndürürsek, hız arttıkça dengemizi bozan bir gücün etkisinde kaldığımızı hissederiz. Serbest hareket eden bir cisim daima düz bir hat üzerinde gider. Cisim düz bir hat yerine eğik bir hat üzerinde hareket etmeye zorlanırsa onu zorlayan güce eşit ölçüde bir güçle karşılık verir ve sürekli olarak bu hattın dışına çıkmak ister. Bu güç ipin ucundaki topu mümkün olduğu kadar uzağa iter. Merkezkaç güç adı verilen bu güç kurutma makinesinin çalışmasını sağlayan güçtür.
Kurutma makinesi çalışmadığı zaman çamaşırlar yerçekimine bağlı olarak kazanın dibinde durur. Makine çalışmaya başladığı zaman, ipin ucuna bağlı topun başımızın çevresinde dönerken dışa doğru açılması gibi, kazanın içindeki çamaşırlar da dışa doğru yayılırlar. Aynı şekilde, topun elimizden kaçıp gitmesini nasıl ipi tutarken ipe uyguladığımız el kuvveti önlerse, çamaşırların makinenin içinden çıkıp gitmesini de kazanın duvarları önler. Çamaşırların kurutma kazanının içinde dönüşü Ayın Dünya çevresinde dönüşüne benzer. Daire şeklinde bir hat üzerinde sabit bir hızla dönmeye zorlanan her cisim sürekli olarak merkeze doğru hızlanır. Ayı yörüngesinde tutan güç Dünyanın yerçekimidir. Kurutma makinesinde de çamaşırları yörüngede tutan güç yerçekimine çok benzeyen bir güçtür. Bu gücü ölçmek için kullanılan birim yerçekimidir (y). (Yaklaşık olarak 10 m/saniye^2). Küçük bir kurutma makinesinde bile 10 g. kadar merkezkaç gücü vardır. Tıbbî araştırma laboratuarlarında kullanılan merkezkaç makinelerinin gücü bir milyon y’nin üstüne çıkabilir.
Yağ ve su, veya süt ve krema gibi sıvıları birbirlerinden ayırmak için özel merkezkaçlar kullanılır. Bir bardağa zeytinyağı ve su karışımı konursa su ile yağın birbirinden ayrıldığı görülür. Bir süre sonra su bardağın dibine çöker. Yağ yüzeyde kalır. Bunun nedeni yağın suya oranla daha hafif, veya daha az yoğun olmasıdır. Yerçekimi gücü ile, daha yoğun olan sıvı dibe çöker. Ancak bu, sıvıları birbirinden ayırmak için yeteri kadar hızlı bir yöntem değildir, çünkü yerçekiminin gücü çok fazla değildir.
Sıvılar merkezkaç gücüyle çok daha çabuk birbirlerinden ayrılırlar. Bu durumda da daha yoğun olan sıvı yerçekimi ile dibe çöktüğü gibi, merkezkaç gücünün etkisiyle kabın dışına doğru atılır. Merkezkaç yerçekimine oranla çok daha güçlü olduğundan ayırım çok daha çabuk gerçekleşir. Yüzyıllardan beri yağ ile suyu birbirlerinden ayırmak için basit merkezkaç makineleri kullanılmıştır. Günümüzde ise endüstri dalında birçok amaçla büyük merkezkaç makineleri kullanılmaktadır. Su ile yağı birbirinden ayırmanın dışında bu makineler sıvıların içinden toz ve bakterilerin ayrılması, sütten krema çıkarılması ve plazma elde etmek için kanın içindeki kan hücrelerinin ayrılması gibi amaçlarla da kullanılmaktadır.
Uzay araştırmaları sırasında insanlar da merkezkaç etkisinin altında bırakılabilir. Bir uzay roketi yeryüzünden ayrılırken veya dönerken içindeki astronotları etkileyen yerçekiminin gücü Dünyadaki yerçekiminin birkaç katı kadardır. Bir cisim hızını Dünyanın normal yerçekimi gücü hızında arttırırsa hızlanmanın bir y miktarında olduğu kabul edilir. Eğer hız yerçekiminin on katı oranında artıyorsa bu hızlanma 10 y olur. Bir Satürn roketi iki buçuk dakika içinde saatte 9 000 kilometrelik bir hıza ulaşabilmektedir. Astronotların 10 y kadar bir hızlanmaya dayanabilmeleri gerekmektedir.
Bu nedenle uzaya astronot gönderilmeye başlamadan önce özel deneyler yapılarak insanın kuvvetli çekim güçlerine dayanma derecesi ölçülmüştür. 10 y’lik bir merkezkaç gücünün etkisinde kalan bir insan üç saniye içinde kendini kaybeder. Aynı koşullar içinde bir insan yatar durumda bulunursa oturan insana oranla 40 kat fazla, yani iki dakika kadar kendini kaybetmeden dayanabilir. Ancak yatar durumda olsa bile bir astronotun çekim gücünün etkisi ile kapsülün tabanına büyük bir kuvvetle itilmesi ve bundan zarar görmesi olasılığı vardır. Bu nedenle roket kalkarken astronotların yatacağı yerler özel minderler ve süngerlerle kaplanır.
Büyük çekim güçlerinin oluştuğu yerler sadece uzay araçları ve merkezkaç makineleri değildir, örneğin, jet pilotları da uçakları ile ani ve hızlı bir dönüş yaptıkları zaman 4 veya 5 y kadar bir çekim gücünün etkisinde kalırlar. Kurutma makinesinin içindeki top gibi, pilotun vücudu da uçağın dönüşünden önce gitmekte olduğu yönde gitmeye devam etmek ister. Aynı etki dönemece giren bir arabanın içindekiler tarafından da çok hafif olarak hissedilir. Uçakta olan bir kimse uçak döndüğü zaman içkilerin dökülmediğini görür. Bardak yana doğru yatarsa da içindeki içki çekim güçleri tarafından yerinde tutulur. Bunun gibi, bir bardak su, aşağıdan yukarıya doğru, düşey bir daire boyunca döndürülürse, hareket yeter derecede çabuk yapıldığı takdirde, bardak başaşağı geldiği vakit su dökülmez.

Yorum yazın