Cevap: İki kütle arasındaki mesafe x olsun. Bu kütleler serbest bırakıldıklarında sahip oldukları toplam kütle çekim potansiyel enerjisi çarpışmadan önce kinetik enerjiye dönüşür. Bu enerji E kadar olsun. Kütleler 2x mesafesinden serbest bırakılsa daha hızlı çarpışırlar.  Sahip oldukları enerji de E’den fazla olur.

Buradan hareketle kütleler arasındaki mesafe arttıkça serbest bırakıldıklarında daha hızlı çarpışırlar diyebiliriz. Demek ki kütleler uzaklaştırıldıkça kütle potansiyel enerjileri artar. Fakat kütleler sonsuza götürüldüklerinde sahip oldukları enerji sıfır olur.

Artarak sonsuzda sıfıra ulaşmak için de başlangıçta enerji eksi olmalıdır. Mesela başlangıçta enerjileri -100J olsun. Kütleler arasındaki mesafe artırıldıkça enerjileri artarak, -50J, -10J ve en son sıfır olur.

Eksi meselesi matematiksel olarak da ispatlanabilir fakat bu şekildeki bir açıklama da iş görür.

Soru2: En fazla kaç cm uzunluğundaki pipet ile meyve suyunu içebilirim?

Meyve suyunuzu veya herhangi bir içeceği (tabii biz fizikçiler kendi dilimizde bunların topuna akışkan deriz) kamışla içebilmenizin yegâne sebebi açık hava basıncıdır. Eğer açık hava basıncı olmasa idi ne yazık ki meyve sularımızı içemezdik. Meyve suyunu içimize çektiğimizde aslında yaptığımız kamışın içindeki havayı çekmektir. Böylece kamışın içinde hava basıncı kalmaz. Sıvı yüzeyine bir basınç uygulandığından dolayı da sıvı kamış içerisinde yükselir ve ağzımıza ulaşır. (Yani işin aslı biz sıvıyı değil de havayı çekiyoruz içimize, sıvı da peşinden geliyor) Çünkü akışkanlar her zaman yüksek basınçtan alçak basınca doğru hareket ederler. Bir balonun serbest bıraktığımızda havasının inmesi gibi…
Pekala kamışımız ne kadar uzun olabilir?! Yani ne kadar uzunluktaki bir kamışla sıvı ihtiyacımızı giderebiliriz?! Eğer sıvı su ise (yoğunluğu 1 gr/cm3) 10 metrelik bir kamış bile işe yarar!!!! Evet 10 metre… Çünkü ancak 10.13 m’lik su bloğu 1 Atm’lik açık hava basıncını dengeleyebilir. Yani apartmanınızın 3. katından girişteki Bakkal Hüsam Efendi’nin kolalarını içebilirsiniz uygun bir kamışla. Tek problem kamışın içindeki 10 m’lik hava bloğunu ciğerlerinize sığdırabilmenizde!!
Eğer sıvı civa olsaydı (limonlu civa isteyen var mı?) bu sefer de en fazla 76 cm’lik bir boru kullanabilecektiniz. Borunuz 77 cm’lik olsa idi istediğiniz kadar çekin havayı içinize cıva yine 76 cm yükselecekti. Çünkü cıvayı açık hava basıncı en fazla 76 cm kaldırabilir. Bu yükseklikteki cıvanın basıncı açık hava basıncına eşittir (Hatırlayın Toriçelli Deneyi’ni).
Siz kamışınızdan bir yudum aldığınızda tekrar kamışın içi hava dolar ve kamış içindeki sıvı normal sıvı seviyesine kadar iner. Bir yudum daha almak için yine havayı içinize çekmeniz gerekir.

O zaman üreteç çalıştığı sürece devrede
elektron birikir. Elektron biriktikçe devre elektrostatik olarak yüklenecektir.
Sakın üretecin ürettiği elektronların enerji şeklinde yok olduklarını düşünmeyin. Elbette elektronlar
başka parçacıklara dönüşürler fakat o konu atomaltı parçacıklarla ilgilidir. Öyleyse üreteç devrede
hangi görevi üstlenir? Bir su pompası düşünün, kapalı devre bir su tesisatı sisteminde pompa
devredeki suyu sürekli dolaştırır. Devreye su vermez. İşte üreteç de devrede var olan serbest
elektronların devrede dolaşmasını sağlamaktadır.

Bir çocuğun yerdeki topları kaldırıp bir eğik düzlemin üzerine bıraktığını düşünün. Toplar yerçekiminin
etkisinde aşağı hareket edecekler. Çocuğun yaptığı şey sürekli toplara potansiyel enerji
kazandırmaktır. Üretecin yaptığı da benzer bir şeydir. Üreteç yüklere sürekli yüksek potansiyel
kazandırıyor.

Soruyu cevaplamadan önce eylemsizliğin tanımına bakmakta fayda var. Bakalım burada anlatılan durum eylemsizlik ile çelişiyor mu, çelişmiyor mu?

Eylemsizlik: Bir cisme bir dış kuvvet (bileşke kuvvet) etki etmedikçe, cisim durgun ise durgun kalacak, hareketli ise sabit hızla doğrusal hareketine devam eder.

Şimdi bizim masa üzerinde çember içinde dönen cismimize bir dış kuvvet etki ediyor mu? Evet ediyor. Nedir o? Tabi ki çemberin bilyeye uyguladığı tepki kuvveti. Öyleyse bu sistemde eylemsizlik yok.
Ayrıca bilye sabit hızla doğrusal hareketine devam ediyor mu? Elbette hayır. Çünkü bilye hem doğrusal yolda ilerlemiyor hem de hızı sabit değildir. Öyleyse yine eylemsizlik korunmuyor.
Peki o zaman neden bilye sürekli hareketine devam ediyor? Cevabını okuyucularımızdan bekliyoruz.

Nuri Balta

Güneşin yedi rengi de zaten bu dalga boylarının farklı olmasından kaynaklanıyor. Dalga boyu uzun olan kırmızı, turuncu ve sarı gibi ışınlar yeryüzüne rahatlıkla ulaşırlar. Fakat mavi ve mor ışınlar havadaki moleküller tarafından emilirler (absorbe edilirler). Daha sonra emilen bu ışınlar moleküller tarafından farklı yönlerde tekrar salınırlar.

Bu şekilde mavi ve mor ışıklar her tarafa saçılmış olur. Hangi tarafa bakarsanız o taraftan size doğru gelen mavi ışınlar görürsünüz.  Fakat en fazla saçılmaya uğrayan mor ışınlardır, ondan sonra mavi ışınlardır. Bizim gözümüz maviye daha duyarlı yaratıldığından biz gökyüzünü mavi görürüz. Gözleri mor renge daha duyarlı hayvanlar varsa onlar gökyüzünü mor görürler. Bu saçılan ışınların bir kısmı uzaya geri gittiğinden dolayı dünyamız uzaydan da mavi görünür.

İçine birkaç damla süt damlattığınız su kavanozunu güneşe veya bir ışık kaynağına tutarsanız, suyun hafifi mavileştiğini görebilirsiniz. Süt parçacıklarına çarpan ışıklardan mavi olanlar yine saçıldığı için su mavimsi gözükür.

Bence öğrenciler haklı. Nerede bulunacak o kadar buz. Zaten suyun içerisindeki buz eridiğinde su seviyesinin değişmemesi prensibinden, kutuplardaki buz dağları eridiğinde bunların deniz seviyesinin artmasında bir rolleri olmayacak. Olsa olsa Antarktika kıtasındaki buzların erimesi biraz deniz seviyesini artırır. 50 cm değil tabii. Öyleyse su seviyesinin artmasına başka bir şey sebep olacaktır.

Su +4 oC derecede en fazla yoğunluğa sahiptir. Bu sıcaklığın üstünde ve altında su daha az yoğunluğa sahiptir. Kirlettiğimiz atmosferimizde sera etkisi yapan gazların artması sonucu, Dünyamızın sıcaklığı artınca, okyanuslardaki sular da biraz ısınacak. Isınan okyanus ve deniz sularının hacmi artacak, böylece su seviyesi yükselmiş olacak. Hepsi bu, boşuna deniz seviyesini artırmak için olmayan buzu eritmeye gerek yoktur!

Matematiğe meraklı öğrenciler yaklaşık bir hesap kitap yapabilirler. Dünyanın yüzde kaçının sularla kaplı olduğu biliniyor. Deniz seviyenin 50 cm yükselebilmesi için ne kadar buza ihtiyaç olduğu hesaplanabilir. Bu kadar buzun kutuplarda bulunup bulunmayacağı araştırılabilir. Antarktika kıtasının yüzölçümü belli ve üzerinde yaklaşık olarak bulunabilecek buz miktarı da hesaplanabilir. Çalışkan ve hesap kitap yapmaya meraklı olanlara kolay gelsin. Bir sonuç bulurlarsa bizimle paylaşmalarından büyük mutluluk duyarız.

Önce karın yağmasının ardındaki fiziğe bakalım. Bulutların bulunduğu yüksekliğe kadar çıkan su buharı, rüzgârlar ile yine bu yüksekliğe kadar çıkmış toz parçacıkları sayesinde birleşip buz kristallerini oluştururlar. Bu toz parçacıkları olmazsa 0 oC’de donması gereken su -40 oC’lere kadar sıvı kalabilir. Rahatsız olduğunuz tozların ne kadar önemli bir rol üstlendiklerini gördünüz mü? Öyleyse kâinattaki her olayın arkasında mutlaka bizim bilmediğimiz bir hikmetin olduğu artık kabul edilmeli! Neyse konumuza dönelim.

Oluşan buz kristalleri bulut içinde hareket ettikçe başka kristaller ile birleşip kar tanelerini oluştururlar. Ağırlaşan bu taneler yere inmeye başlar. Hava sıcak olursa kar taneleri yere kar olarak inmeyi başaramayıp yağmur olarak inerler. Bazen karla karışık inerler.
Kristaller çok farklı şekillerde birleştiklerinden, her bir kar tanesinin diğerlerinden farklı olduğuna inanılıyor. Bir kar tanesinde yaklaşık 180 milyar molekül bulunur. Bu kadar çok molekül çok farklı şekillerde birleşip farklı kar taneleri oluştururlar.
Şimdi sorumuzu cevaplayalım. Kar yağdığında havanın sıcak olması karın yağmasından dolayı değildir. Aksine havanın sıcak olması karın yağmasına sebeptir. Çünkü çok soğuk hava içinde, su buharı az olur. İçine aldığı az miktardaki su ‘don’ şeklinde yeryüzünde kalır ya da ‘kırağı’ oluşur. Hani ev ve araba pencerelerimiz buzlanır ya… İşten bunlar soğuk havada donan az miktardaki su buharıdır.
Hava çok soğuk olduğunda kar kesinlikle oluşamaz. Hava 3 derece gibi biraz ısınınca, su buharı yeryüzünden yükselir, çok yüksekliklerdeki soğuk hava tabakalarına ulaşır ve kar oluşur. Biz de sanki kar yağdığı için hava ısınmış gibi algılarız.

Yıldırımdan önce, bulutun alt tarafında bir bölge negatif, üst tarafı ise pozitif yüklenir. Bulutun negatif tarafı yere daha yakın olduğunda yerde de bir pozitif yük birikintisi olur. Bazı yıldırım ve şimşekler pozitif yüklerin yere akması sonucu gerçekleşiyorsa da negatif yüklerin oluşturduğu yıldırımlara göre çok azdırlar.

Yıldırımın düştüğü mesafeye bakıldığında akımın geçtiği yol çok dar kalmaktadır. Hava normalde yalıtkan olduğundan yıldırımın çakması için yalıtkanlığın delinmesi gerekmektedir. Bulut ile yer arasındaki havanın toplam yalıtkanlığı çok fazladır, bunu aşmak çok zordur. Bundan dolayı hava 50 metrelik adımlarda bir geçirgen hale geliyor. Her adım yaklaşık olarak bir mikro saniye sürüyor ve adımlar arasındaki zaman farkı yaklaşık olarak 50 mikro saniye oluyor.

Yıldırımın sebebi buluttaki negatif yükler ile yerdeki pozitif yükler arasındaki çekim kuvvetinden ileri geliyorsa da yüklerin takip ettiği bu adımlar dikey değildir. (Yandaki resimde yaklaşık olarak yatay hareket eden bir kısım görüyorsunuz.) Bunun nedeni havanın iletkenliğinin düzenli olmamasıdır. Akım iletkenliğin daha iyi olduğu tarafa yönelir. (Yandaki resimde görüldüğü gibi yıldırımın bazı kolları yukarı hareket etmektedir.)

Sonuç olarak akımın kısa adımlarda bir hareket etmesi ve havanın iletkenliği yüklerin doğrusal bir yolda hareket etmelerine engel olmaktadır. Ayrıca akımın bulutta başladı nokta ile yere ulaştığı nokta arasında, yatayda yeterince yer değiştirme gözlemlenebilir.

Fizik öğretmeni