İNDİR

KÜTLE VE AĞIRLIK İLİŞKİSİ

1.1 Ağırlık Bir Kuvvettir

Evrende bulunan tüm cisimler birbirine çekim kuvveti uygular. Bütün gök cisimleri hem birbirine hem de üzerindeki cisimlere çekim kuvveti uygular. Cisimlerin birbirine uyguladığı bu çekim kuvvetine kütle çekim kuvveti denir.

Bir gök cisminin üzerinde bulunan cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvvetinin büyüklüğü, o gök cisminin kütlesine ve gök cismi ile cisim arasındaki uzaklığa bağlıdır. Gök cisminin kütlesi arttıkça cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvveti de artar. Gök cismi ile cisim arasındaki uzaklık arttıkça kütle çekim kuvveti azalır.

Yerkürenin, üzerinde bulunan cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvveti ise yer çekimi kuvveti olarak adlandırılır. Yer çekimi kuvvetinin yönü daima yerin merkezine doğrudur. Belli bir yükseklikten serbest bırakılan kalem, silgi gibi eşyalar yer çekimi kuvvetinin etkisiyle yere düşer.

Aynı şekilde şelaleden akan suyun ve yağmur damlalarının yere doğru düşmesi de yer çekimi sayesindedir.

Kuvvetin ölçülebilen bir büyüklük olduğu ve dinamometre ile ölçüldüğü bilinmektedir.

Dinamometreler yayların esnekliğinden yararlanılarak yapılmıştır. Dinamometreye bir cisim asıldığında dinamometrenin içindeki yayın esneyerek uzadığı gözlemlenir. Dinamometredeki yayın uzamasını sağlayan etki yer çekimi kuvvetidir. Cisme etki eden yer çekimi kuvveti arttıkça dinamometrenin yayındaki uzama miktarı da artar.

Kütleye etki eden yer çekimi kuvvetine ağırlık denir. O hâlde ağırlık bir kuvvettir ve dinamometre ile ölçülür. Ağırlığın birimi, kuvvet birimi olan Newton’dur (N). Ağırlık cismin kütlesine ve cisme etki eden çekim kuvvetine bağlıdır.

Bir cisme etki eden yer çekimi kuvveti, cisim ile yer arasındaki uzaklığa bağlı olarak değişir.

Yer ile cisim arasındaki uzaklık arttıkça kütle çekim kuvveti azalır. Bu nedenle bir cismin ağırlığı Dünya’nın her yerinde aynı değildir. Örneğin deniz kenarından yükseklere çıkıldıkça cismin Dünya’nın merkezine uzaklığı artacağı için ağırlığı azalır.

Dünya üzerinde kutuplardan ekvatora doğru gidildikçe cisme etki eden yer çekimi kuvveti azalır. Bu nedenle bir cismin kutuplardaki ağırlığı, ekvatordaki ağırlığından daha büyük ölçülür.

1.2 Kütle ve Ağırlık Farklı Kavramlardır

Kütle ve ağırlık günlük hayatta çoğunlukla birbirine karıştırılsa da aynı kavramlar değildir.

Kütle, madde miktarının ölçüsüdür. Bir cisim Dünya’nın ya da uzayın neresine götürülürse götürülsün cisimdeki madde miktarı değişmez. Kütle, eşit kollu terazi ile ölçülür ve birimi kilogram (kg) ya da gramdır (g).

Bir cismin kütlesi farklı gezegenlerde değişmezken ağırlığı bulunduğu gezegene göre değişir. Örneğin Dünya’da kütlesi 60 kg olan bir cismin Ay’daki kütlesi de 60 kg’dır. Ancak aynı cismin Dünya’daki ağırlığı yaklaşık 600 N iken Ay’daki ağırlığı yaklaşık 100 N’dir.

Kütle ve ağırlık arasındaki farklar şu şekilde sıralanabilir:

Kütle

• Madde miktarının ölçüsüdür.

• Eşit kollu terazi ile ölçülür.

• Birimi kg ya da g’dır.

• Cismin bulunduğu yere göre büyüklüğü değişmez.

Ağırlık

• Cisme etki eden yer çekimi kuvvetidir.

• Dinamometre ile ölçülür.

• Birimi N’dir.

• Cismin bulunduğu yere göre büyüklüğü değişir.

Bütün gök cisimlerinin kendi üzerindeki cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvvetinin büyüklüğü birbirinden farklıdır. Kütle çekim kuvvetinin büyüklüğü o gök cisminin kütlesine bağlıdır. Gök cisminin kütlesi arttıkça kütle çekim kuvveti de artar. Örneğin Dünya’nın cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvveti, Ay’ın cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvvetinden yaklaşık altı kat daha fazladır. Dünya’da ağırlığı 6 N olan bir cismin

Ay’daki ağırlığı yaklaşık 1 N olarak ölçülür. Bir cismin ağırlığı, Jüpiter gibi Dünya’dan daha büyük bir gezegende Dünya’daki ağırlığından daha fazla olarak ölçülür. Jüpiter’in kütlesi Dünya’nın kütlesinden daha fazla olduğundan cisme uyguladığı çekim kuvveti de daha fazladır. Dünya’da ağırlığı 1 N olarak ölçülen bir cismin Jüpiter’deki ağırlığı yaklaşık 2.37 N olarak ölçülür.