ATOM İÇİ VE ATOM DIŞI TÜM KÜTLELERİN BİRBİRİNİ ÇEKİMİ

1. GİRİŞ

KÜTLELERİN BİRBİRİNİ ÇEKİMİ KURALI, Evren’in en önemli fizik kuralıdır; maddeyi oluşturur, Evren’i kurar ve işletir. Bu nedenle; bu konuda ortaya konan kuralın sebep ve sonuç ilişkilerinin tam olarak açıklığa kavuşturulmuş olması gerekir. Ayrıca, kuralı özümleyen formülden de her durumda doğru sonuç alınması beklenir.

Bir elektromanyetizma olayı olan çekimi, manyetik akı yaratır. Bu nedenle; öncelikle manyetik akının ne olduğunun, nasıl oluştuğunun, ne şekilde ve ne güçle yayıldığının açıklanması, sonra da manyetik akının çekimi nasıl ve ne kuvvetle sağladığının belirtilmesi gerekir.

2. ÖZET: 

Elektronların dönüşleri nedeniyle elektrik ürer. Üreyen elektrik, elektronlar üzerinde birikir. Biriken elektrik, taşınamayacak bir atom altı parçacık olunca, önce elektronlar tarafından, sonra da atomlar tarafından kendilerinden uzaklaştırılır. Bu yüzden kütlenin dışında kalan, fakat kütlenin güçlü çekimi nedeniyle kütleyi terk edemeyen bu atom altı parçacıklar, tek sıralı olarak birbirlerine yanaşıp kütle etrafında manyetik kabuk oluştururlar. Yeni oluşan her kabuk bir öncekini iter. Böylece manyetik kabuklar çevreye doğru yayılır. Birbirine kenetli kabuklardan oluşan bu yayılım, manyetik akıdır.

İki kütle birbirinin manyetik etki alanına girince, karşılaşan kabukların içlerindeki karşılıklı olan atom altı parçacıkların, manyetik alanları birleşirler. Böylece kabuklar birbirlerine yanaşırlar. Tüm kabuklar birbirine kenetli, ilk kabuklar da kütlelerine çekimli olduklarından kütleler de birbirlerine yanaşmış olurlar. Bu, kütlelerin birbirini çekimidir.         

Birbirinin manyetik etki alanına giren iki kütleden kütle değeri büyük olan; çeken(birinci) kütle, kütle değeri daha küçük olan; çekilen(ikinci) kütledir. Çekim, çeken kütlenin merkezi ile çekilen kütlenin yakın kenarı arasında olduğundan, çekime esas mesafe; çeken kütlenin merkezi ile çekilen kütlenin yakın kenarı arasıdır. L₁=L+R₁ (L=İki kütlenin yakın kenarları arasındaki mesafe)

2.1.    Çekilen kütle(m₂), kütle değerini kendisine uygulanan çekimden alır. Ayrıca; çekim, çekilen kütlenin manyetik akı kabuklarındaki atom altı parçacıklarının miktarı kadar olur. Bu nedenle; çekimin birincil unsuru çekilen kütlenin kütle değeridir.

2.2.    Küresel kütlenin yüzeyinden yayılan manyetik akı kabukları 4πR² lik alana sahiptir. Kabuklardaki atom altı parçacık adedi, sonsuz mesafeye kadar aynıdır. Kütlenin yüzeyinden kütlenin yarıçapının n katı kadar uzaklaşmış olan bir küresel manyetik akı kabuğunun alanı ise, n² kadar büyüyerek 4πn²R² olur. Bu nedenle; uzaklaşmış her kabuğun, ilk kabuk alanı kadar kısmında, ilk kabuğun 1/n² si kadar parçacık bulunur. Yani; uzaklaşmış kabuktaki manyetik kuvvet 1/n² kadar seyrelir. n₁= L₁/R₁ olduğundan seyrelme yani çekim kuvveti azalımı R₁²/L₁² oranında olur. Bu oran da çekimi mesafeye göre belirleyen diğer unsurdur.

2.3.    Sonuç olarak; kütleler ürettikleri manyetik akıları ile birbirlerini çekerler. Çekimin kuvvetini(F) küçük kütlenin kütle değeri(m₂) ile büyük kütlenin mesafeye bağlı kuvvet değişikliği (R₁²/L₁²) belirler.
F = m₂ R₁² / L₁². Bu, KÜTLELERİN BİRBİRİNİ ÇEKİMİ KURALIdır.                   

Kuralın tam ifadesi şudur: KÜTLELERİN BİRBİRİNİ ÇEKİM KUVVETİ; KÜÇÜK KÜTLENİN KÜTLE DEĞERİ VE BÜYÜK KÜTLENİN YARIÇAPININ KARESİ İLE DOĞRU, BÜYÜK KÜTLE MERKEZİ İLE KÜÇÜK KÜTLE YAKIN KENARI ARASINDAKİ MESAFENİN BÜYÜK KÜTLENİN YARIÇAPI CİNSİNDEN İFADESİNİN KARESİ İLE TERS ORANTILIDIR.
F = m₂ R₁² / L₁²

3. İRDELEME:   

Her kütlenin atomlarındaki merkez(çekirdek içi) elektronları kendi etraflarında, çevre(atom içi) elektronları ise, hem kendi etraflarında hem de çekirdek çevresinde dönerler. Bu dönüşleri nedeniyle, Van de Graff jeneratörünün küresinde olduğu gibi ilâve elektrik yüklenirler. Bu ilâve elektrik, elektronların taşıyamayacağı miktara ulaşınca atom altı parçacık olarak önce elektronlar tarafından atom dışına, sonra da atomlar tarafından kütle dışına atılır.

Kütle dışına çıkan ancak kütlenin güçlü çekimi nedeniyle kütleden ayrılamayan atom altı parçacıklar, manyetik kuvvetleri ile birbirlerinden kopmayarak, kütlenin çevresinde tek sıralı bir kabuk oluştururlar. Bu, manyetik akı kabuğudur. Oluşturulan ve bir bakıma kütlenin salgısı olan her yeni kabuk bir öncekini iter. Böylece kabuklar çevreye doğru yol alırlar.
Bu, manyetik akıdır.

Birinin en uç manyetik akı kabuğu, diğerinin en uç manyetik akı kabuğu ile buluştuğunda, manyetik akı üreten iki kütle birbirlerinin manyetik çekim alanlarına girmiş olur. Bu durumda, bu kabukların içlerindeki karşılıklı atom altı parçacıklar, manyetik alanlarını birleştirmeye çalışarak yarıçaplarının 2√2 katı mesafeye kadar birbirlerine yanaşırlar(ikizleşirler). Birbirlerine yanaşan atom altı parçacık çiftinin miktarı, küçük kütlenin kabuklarındaki parçacık miktarı kadar olur. Bu, çeken kütlenin kütle değeri ne olursa olsun, çekim, küçük kütlenin ürettiği manyetik akı ile doğru orantılı olacak demektir.

Her kabuğun atom altı parçacıklarının manyetik alanları, karşı kabuğun atom altı parçacıklarının manyetik alanları ile daha kolay ve güçlü olarak birleşmek ister. Bu yüzden, bir öncekinden daha yoğun atom altı parçacık bulunduran bir ötedeki kabuğa yanaşır. Her defasında bir ötedekine yanaşım, ileri hareketi sürekli kılar. İşte bu, çekimdir.                   

Bu demektir ki; çekim, karşılaşan manyetik akı kabuklarının içindeki parçacıkların manyetik alanlarının birleşme çabası ile başlayan, manyetik akı kabuklarının daha sık parçacıklı olan karşı manyetik akı kabukları ile birleşmek yönünde yol alması ile devam eden bir olgudur.                        

Üreyen her kabuğun başlangıcı düz kutuplu ise bitimi ters kutuplu olduğundan, kabuklar birbirine, ilk kabuklar da kütleye çekimli olurlar. Bu nedenle, karşılıklı kabuklar birbirlerini çekerken karşılıklı kütleler de birbirlerine çekilmiş olurlar.

Birbirinin manyetik etki alanına giren iki kütleden kütlece büyük olanı çeken, kütlece küçük olanı çekilen olur. Çeken kütlenin manyetik gücü merkezinden başlar. Çekilen kütle ise, çekimden etkilenmeye kenarından başlar. Bu nedenle; çekime esas mesafe, m₁ kütlesinin merkezi ile m₂ kütlesinin yakın kenarı arasıdır.

Evren’deki tüm kütleler elektrikten ibarettir ve her kütle manyetik akı üretir. İki kütlenin birbirini çekmesi için, birbirlerinin manyetik etki alanı içinde olmaları yeterlidir.

3.1.    Çekim, etkisini çekilen kütle üzerinde göstermektedir; çekilen kütlenin edindiği değer, çekilme kuvvetinin kendisidir. Ayrıca; çekimi yaratan manyetik akı kabuklarındaki atom altı parçacıklarının ikizlenmesi küçük kütle atom altı parçacıklarının miktarı kadar olur. Yani, çekime küçük kütle tüm kuvveti ile katılır. Bu nedenle; Çekimin birincil unsuru çekilen kütle(m₂) dir.

3.2.    Çekilen(m₂) kütlenin değeri-yani çekilme kuvveti- çeken(m₂) kütle ile aralarındaki mesafeye göre değişmektedir. Bu nedenle; çekimin ikincil unsuru mesafedir. Oluşan manyetik akı kabukları kütle yüzeyinden çevreye yayılırlar. Küresel kütlenin yüzeyinden yayılan manyetik akı kabukları da küreseldir ve 4pR² lik alana sahiptir. Kütlenin yüzeyinden kütlenin yarıçapının n katı kadar uzaklaşmış olan bir küresel manyetik akı kabuğunun alanı ise n² kadar büyüyerek 4πn²R² olur. Her kabuğun tüm yüzeyinde, ilk kabuktaki kadar parçacık bulunur. Ancak; uzaklaşmış kabuğun, ilk kabuk alanı kadar kısmında ilk kabuğun 1/n² si kadar parçacık bulunacaktır. Yani; her uzaklaşmış kabuktaki manyetik kuvvet 1/n² kadar seyrelir. n₁=L₁/R₁ olduğundan seyrelme yani çekim kuvveti azalımı R₁²/L₁² olur. Çekimin mesafeye bağlı kuvvetini de bu orantı belirler.
3.3.    Böylece çekim formülü F= m₂ R₁² / L₁² olur.

4 SONUÇ

4.1.    Kütleler, bünyelerindeki atomların elektronlarının dönüşlerinin sonucu, atom altı parçacıklar üretirler. Üreyen atom altı parçacıklar birbirlerine yanaşarak kütlenin etrafında tek sıralı kabuklar oluşturur ve oluşan kabuklar birbirine kenetli olarak çevreye yayılır. Bu, manyetik akıdır.

4.2.    Karşılaşan manyetik akı kabuklarının içindeki parçacıkların ikizleşmeye çalışmaları ile başlayan ve manyetik akı kabuklarının daha bol parçacık ile ikizleşmek yönünde yol alması ile devam eden olgu çekimdir.

4.3.    Çekimin gerçekleşmesi için, iki kütlenin birbirlerinin manyetik etki alanında bulunmaları yeterlidir.

4.4.    Çekimin etkisinde kalan küçük kütledir. Bu nedenle, çekimin birincil unsuru da küçük kütledir. Küçük kütlenin değeri büyük kütleye olan mesafeye bağlı olarak değiştiği için, çekimin ikincil unsuru olan mesafe, çekimi yaratan büyük kütlenin yarıçapı cinsinden ifade edilir.

4.5.   Bu nedenlerle; BÜYÜK KÜTLENİN KÜÇÜK KÜTLEYİ ÇEKİM KUVVETİ; KÜÇÜK(İKİNCİ) KÜTLENİN KÜTLE DEĞERİ VE BÜYÜK(BİRİNCİ) KÜTLENİN YARIÇAPININ KARESİ İLE DOĞRU, BÜYÜK(BİRİNCİ) KÜTLE MERKEZİ İLE KÜÇÜK(İKİNCİ) KÜTLE YAKIN KENARI ARASINDAKİ MESAFENİN BÜYÜK KÜTLE YARIÇAPI CİNSİNDEN İFADESİNİN KARESİ İLE TERS ORANTILIDIR. Kuralı özümleyen formül ise; F = m₂ R₁² / L₁² dir.

Bu, KÜTLELERİN ÇEKİMİ KURALI dır.

Not: m1 kütlesinin Dünya’dan başka kütle olması durumunda da sonucun Dünya çekim birimi olan “kg” cinsinden olması istenirse-ki istenir- sonucun,  “m₁ kütlesi yüzey çekim kuvveti (m₁ / R₁²) / Dünya yüzey çekim kuvveti (m_d /R_d²)” oranı olan yüzey çekim emsalinin karekökü ile çarpılması gerekecektir (yüzey çekim kuvveti: m/R² dir.).

5. BİRİM DENETLEMESİ

F = m₂ R₁² / L₁²

m₂               : kg
R₁²/L₁²         : m²/m²
Sonuç         : kg

6. SAĞLAMA TESTİ:

F=m₂R₁²/L₁²

4320 kg lık Dünya uzay aracının Merkür tarafından çekilme kuvveti:
(m₁: Merkür, m₂: Dünya uzay aracı),  (m₂: 4,32×10³kg, R₁=2,43×10⁶m)
(Merkür yüzey çekim kuvveti/Dünya yüzey çekim kuvveti=6,56×10⁰)
4320kg lık Dünya uzay aracı Merkür’ün;
1R₁ uzağında(Merkür’e bitişik) ise;(L_{1 ≈} 2,43×10⁶m)
F =4320x(2,43×10⁶)²/(2,43×10⁶)²=4320/1=4320→x6,56=28300kg olur.
2R₁ uzağında  ise: (L_{1 ≈} 4,86×10⁶m)
F=4320x(2,43×10⁶)²)/(4,86×10⁶)²=4320/4=1080→x6,56=7080kg olur.
6R₁ uzağında  ise; (L_{1 ≈} 14,58×10⁶)
F=4320x(2,43×10⁶)²)/(14,58×10⁶)²=4320/36=120→x6,56=787kg olur.

4320 kg lık Dünya uzay aracının Dünya tarafından çekilme kuvveti:
(m₁:Dünya, m₂: Dünya uzay aracı), (m₂:4,32×10³kg, R₁=6,37×10⁶m)
(Dünya yüzey çekim kuvveti/Dünya yüzey çekim kuvveti=1)
4320 kg lık Dünya uzay aracı Dünya’nın;
1R₁ uzağında(Dünya’ya bitişik) ise;(L₁=6,37×10⁶m)
F=4320x(6,37×10⁶)²/(6,37×10⁶)²=4320/1=4320→x1=4320kg olur.
2R₁ uzağında ise;( L₁=12,74×10⁶m)
F=4320x(6,37×10⁶)²/(12,74×10⁶)²=4320/4=1080→x1=1080kg 0lur.
6R₁ uzağında ise; ( L₁ ≈ 382,2×10⁶m)
F=4320x(6,37×10⁶)²/(382,2×10⁶)²=4320³/36=120→x1=120kg olur.

4320 kg lık Dünya uzay aracının Mars tarafından çekilme kuvveti:
(m₁:Mars, m₂: Dünya uzay aracı), (m₂:4,32×10³kg, R₁=3,37×10⁶m)
(Mars yüzey çekim kuvveti/Dünya yüzey çekim kuvveti=1,24×10⁰)
4320kg lık Dünya uzay aracı Mars’ın;
1R₁ uzağında(Mars’a bitişik) ise;(L₁ ≈ 3,37×10⁶m)
F =4320x(3,37×10⁶)²/(3,37×10⁶)²=4320/1=4320→x1,24=5357kg olur.
2R₁ uzağında  ise: (L₁ ≈ 6,74×10⁶m)
F=4320x(3,37×10⁶)²)/(6,74×10⁶)²=4320/4=1080→x1,24=1339kg olur.
6R₁ uzağında  ise; (L₁ ≈ 41,92×10⁷)
F=4320x(3,37×10⁶)²)/(20,22×10⁶)²=4320/36=120→x1,24×10⁰=149kg olur

4320 kg lık Dünya uzay aracının Jüpiter tarafından çekilme kuvveti:
(m₁:Jüpiter, m₂: Dünya uzay aracı), (m₂:4,32×10³kg, R₁=6,99×10⁷m)
(Jüpiter yüzey çekim kuvveti/Dünya yüzey çekim kuvveti=1,73×10^-2)
4320kg lık Dünya uzay aracı Jüpiter’in;
1R₁ uzağında(Jüpiter’e bitişik) ise;(L₁» 6.99×10⁷m)
F =4320x(6.99×10⁷)²/(6.99×10⁷)²=4320/1=4320→x1,73×10^-2=74,7kg olur.
2R₁ uzağında  ise:(L_1≈13,98×10⁷m)
F=4320x(6.99×10⁷)²)/(13,98×10⁷)²=4320/4=1080→x1,73×10^-2=18kg olur.
6R₁ uzağında  ise;(L_1≈41,92×10⁷)                                                                               F=4320x(6.99×10⁷)²)/(41,92×10⁷)²=4320/36=120→x1,73×10^-2=2kg olur..

4320 kg lık Dünya uzay aracının Ay tarafından çekilme kuvveti:
(m₁:Ay, m₂: Dünya uzay aracı), (m₂:4,32×10³kg, R₁=1,74×10⁶m)
(Ay yüzey çekim kuvveti/Dünya yüzey çekim kuvveti=6,08×10^-2)
4320kg lık Dünya uzay aracı Ay’ın;
1R₁ uzağında(Ay’a bitişik) ise; (L₁» 1,74×10⁶m)
F =4320x(1,74×10⁶)²/(1,74×10⁶)² =4320/1=4320→x6,08×10^-2=263kg olur.
2R₁ uzağında  ise:(L_{1 ≈} 6,74×10⁶m)
F = 4320 x (1,74×10⁶)²)/(3,48×10⁶)²=4320/4=1080→x6,08×10^-2=65,75kg olur.
6R₁ uzağında  ise;(L₁»41,92×10⁷)
F=4320x(1,74×10⁶)²)/(10,44×10⁶)²=4320/36=120→x6,08×10^-2=7,3kg olur

 

ParagrafHelvetica Neue11pt

ATOM İÇİ VE ATOM DIŞI TÜM KÜTLELERİN BİRBİRİNİ ÇEKİMİ