Foucault sarkacı, adını Fransız fizikçi Léon Foucault'dan alan, ilk defa deneysel olarak Dünya'nın kendi ekseni çevresinde döndüğünü kanıtlayan sarkaç düzeneği.
Bir sarkacın asılma noktası değiştiği halde salınımının değişmediğini gözleyen Foucault, yeterince büyük bir sarkaç harekete geçirildiğinde, bunun salınım düzeninin değişmeyeceğini, fakat yerin, yani Dünya'nın hareket edeceği kuramını geliştirmiştir. Eğer Dünya dönüyorsa, Dünya ile birlikte sarkacı izleyen gözlemciler de dönecekler, buna karşın sarkacın salınım düzlemi hareketsiz kalacaktı. Bu nedenle sarkacın salınım düzlemi gözlemcilere göre yavaşça hareket ediyor gibi görünecekti. Gerçekte ise, gözlemcilerin dolaysız bir yolla izlemiş oldukları olay, Dünya'nın kendi etrafında dönmesinin bir sonucuydu.
Foucault'ın Deneyi
Düşünceleri ile toplumda büyük bir ilgi uyandıran Foucault'ya imparator III. Napolyon, deneyini Paris'teki büyük kubbeli Panthéon binasında yapmasına izin vermiştir. Foucault, kubbenin ortasına 67 metrelik çelik telle 28 kg ağırlığında bir demir top asmıştır. Topun alt tarafına sivri bir uç takılarak, yere serili ince kum tabakasında, bu ucun bıraktığı izlerden yararlanarak, sarkacın salınım düzlemindeki değişimin 31 Mart 1851 yılında gözlemciler tarafından izlenebilmesi sağlanmıştır. Bu tarihi deneyi izlemek için Pantheon'a büyük bir kalabalık toplanmıştır. Foucault'nun sarkacı hareket ettirmesinden bir saat önce, titreşim ve hava akımlarına engel olmak üzere, gözlemcilerin hareketsiz ve sessiz olmaları temin edilmiştir. Sessizce salınımına başlayan sarkacın salınım düzleminde, bir süre herhangi bir değişim gözlenmemiştir. Bu sessiz bekleyişin ardından gözlemciler, kumun üzerindeki izlerin yavaşça değiştiğini görmüşlerdir. Sarkacın salınım düzlemi gözle görünür biçimde dönmektedir. Bu topluluk, tarihte ilk kez Dünya'nın kendi ekseni etrafında döndüğüne tanık olmuştur. Foucault'nun 1851'de, bu deney sırasında Pantheon'a yerleştirdiği bu sarkaç hala aynı yerde asılı durmaktadır.
1850 yıllarında Dünya’nın döndüğü biliniyor olsa da, bu gerçek astronomi gözlemlerine dayanıyordu. Teleskobu olmayanların ya da kullanmayı bilmeyenlerin Dünya’nın döndüğünü bizzat görme imkânı yoktu. Kuzey’den bakıldığında yerküre saat yönünün tersinde döndüğü için uzaydaki gök cisimler de saat yönünde hareket ediyor gibi görünür. Bu yerkürenin dönme hareketinin kanıtı olarak görülebilir, fakat bu tür olaylar eski Yunan filozofların gösterdiği gibi sabit yerkürenin etrafında gök kürenin dönmesi halinde de gözlenebilir. Kuzey Kutbu ya da Güney Kutbu'nda, bir sarkacın salınım düzlemi, altındaki Dünya dönmeye devam ederken, yıldızlara göre değişmeden sabit kalacaktır. Tam turunu tamamlaması bir gün sürecektir.
Foucault sarkacına benzeyen bir düzenekle benzeri bir deney, Foucault'dan iki yüzyıl önce 1661'de Vincenzo Viviani tarafından gerçekleştirilmiştir. Foucault, sarkacın temel aldığı ilkeleri, 1817’de Johann Bohnenberger’in keşfettiği mekanik alete uygulayarak aleti geliştirmiş ve bu mekanik alete jiroskop adını vermiştir.
Foucault Sarkacının Mekaniği
Yerkürenin döndüğü ancak dönen koordinat sistemde, Newton’un hareket yasası yeniden ifade edilerek ve sarkaç problemi çözülerek kanıtlanabilir. Sarkacın ucundaki m kütleli metal küreye etkiyen net kuvvet,
ile verilir. F kuvveti eylemsiz koordinat sistemine göre, salınım düzlemi zamanla değişmemektedir. Burada teldeki gerilme kuvveti,
olmak üzere metal küreye etkiyen net kuvvet,
şeklinde yazılır. Sarkaç salınıma başladığında merkezcil kuvvet, öteleme kuvveti ve Coriolis kuvveti de çözüme dahil edilir ve zamana bağlı koordinatlar, ve elde edilir.
Eylemsizlik ilkesi gereğince, sarkacın salındığı düşey düzlem sabit yıldızlara göre değişmez kalır. Bu nedenle Dünya saat yönünün tersinde dönüyorken, Dünya’dan bakan bir gözlemciye göre sarkaç saat yönünde dönüyor görünür. Hiç teleskoba gerek duyulmadan penceresiz kapalı bir odada bile presesyon periyodu ölçülerek sarkacın bulunduğu yerin enlem açısı ve sarkacın doğal periyodu ölçülerek Yerçekimi ivmesi daha doğru hesaplanabilir. Foucault’nun sarkacı ile birlikte, Dünya’nın dönüşü daha net görünür hale gelmiştir. Foucault sarkacı Dünya’nın döndüğünü ve dönme etkilerini gösteren önemli kanıttır.
Türkiye'deki Foucault Sarkaçları
Dünya'daki pek çok kurum, müze ve laboratuvarlarda, Foucault sarkaçları bulunmaktadır. Hatta Güney Kutbu'nda da bir Foucault sarkacı bulunur. Türkiye'de Bilkent Üniversitesi Fen Fakültesi binasında, Ege Üniversitesi Rasathanesi'nde, Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Gözlemevi'nde, Gaziantep Büyükşehir Belediyesi Gezegenevi'nde, Eskişehir Büyükşehir Belediyesi Bilim Deney Merkezi'nde, Trakya Üniversitesi TÜTAGEM giriş katında, Ankara'da MTA'ya bağlı müzede ve Isparta Belediyesi Halı Kilim ve Etnografya müzesi'nde Foucault sarkacı bulunmaktadır.
Kaynakça
- ^ . Açık Bilim. 14 Mayıs 2015 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 30 Mart 2015.
- ^ Crease, R. P., (2003). The Prism and the Pendulum: The Ten Most Beautiful Experiments in Secience. Random House Trade Paperbacks. (Prizma ve Sarkaç: Bilimde En Güzel On Deney. Çev. Mehmet Doğan, Boğaziçi Üniversitesi Yayınevi, İstanbul, 2013)
- ^ a b . 10 Ocak 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 9 Ocak 2017.
Dış bağlantılar
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Foucault sarkaci adini Fransiz fizikci Leon Foucault dan alan ilk defa deneysel olarak Dunya nin kendi ekseni cevresinde dondugunu kanitlayan sarkac duzenegi Kuzey Kutbu nda bir Foucault sarkaci Altindaki Dunya donerken sarkac ayni salinim duzleminde hareket etmektedir Guney yarimkurede donme egiliminde olan bir Foucault sarkaci ni gosteren bir animasyon Pantheon daki Foucault sarkaci Bir sarkacin asilma noktasi degistigi halde saliniminin degismedigini gozleyen Foucault yeterince buyuk bir sarkac harekete gecirildiginde bunun salinim duzeninin degismeyecegini fakat yerin yani Dunya nin hareket edecegi kuramini gelistirmistir Eger Dunya donuyorsa Dunya ile birlikte sarkaci izleyen gozlemciler de donecekler buna karsin sarkacin salinim duzlemi hareketsiz kalacakti Bu nedenle sarkacin salinim duzlemi gozlemcilere gore yavasca hareket ediyor gibi gorunecekti Gercekte ise gozlemcilerin dolaysiz bir yolla izlemis olduklari olay Dunya nin kendi etrafinda donmesinin bir sonucuydu Foucault in DeneyiDusunceleri ile toplumda buyuk bir ilgi uyandiran Foucault ya imparator III Napolyon deneyini Paris teki buyuk kubbeli Pantheon binasinda yapmasina izin vermistir Foucault kubbenin ortasina 67 metrelik celik telle 28 kg agirliginda bir demir top asmistir Topun alt tarafina sivri bir uc takilarak yere serili ince kum tabakasinda bu ucun biraktigi izlerden yararlanarak sarkacin salinim duzlemindeki degisimin 31 Mart 1851 yilinda gozlemciler tarafindan izlenebilmesi saglanmistir Bu tarihi deneyi izlemek icin Pantheon a buyuk bir kalabalik toplanmistir Foucault nun sarkaci hareket ettirmesinden bir saat once titresim ve hava akimlarina engel olmak uzere gozlemcilerin hareketsiz ve sessiz olmalari temin edilmistir Sessizce salinimina baslayan sarkacin salinim duzleminde bir sure herhangi bir degisim gozlenmemistir Bu sessiz bekleyisin ardindan gozlemciler kumun uzerindeki izlerin yavasca degistigini gormuslerdir Sarkacin salinim duzlemi gozle gorunur bicimde donmektedir Bu topluluk tarihte ilk kez Dunya nin kendi ekseni etrafinda dondugune tanik olmustur Foucault nun 1851 de bu deney sirasinda Pantheon a yerlestirdigi bu sarkac hala ayni yerde asili durmaktadir 1850 yillarinda Dunya nin dondugu biliniyor olsa da bu gercek astronomi gozlemlerine dayaniyordu Teleskobu olmayanlarin ya da kullanmayi bilmeyenlerin Dunya nin dondugunu bizzat gorme imkani yoktu Kuzey den bakildiginda yerkure saat yonunun tersinde dondugu icin uzaydaki gok cisimler de saat yonunde hareket ediyor gibi gorunur Bu yerkurenin donme hareketinin kaniti olarak gorulebilir fakat bu tur olaylar eski Yunan filozoflarin gosterdigi gibi sabit yerkurenin etrafinda gok kurenin donmesi halinde de gozlenebilir Kuzey Kutbu ya da Guney Kutbu nda bir sarkacin salinim duzlemi altindaki Dunya donmeye devam ederken yildizlara gore degismeden sabit kalacaktir Tam turunu tamamlamasi bir gun surecektir Foucault sarkacina benzeyen bir duzenekle benzeri bir deney Foucault dan iki yuzyil once 1661 de Vincenzo Viviani tarafindan gerceklestirilmistir Foucault sarkacin temel aldigi ilkeleri 1817 de Johann Bohnenberger in kesfettigi mekanik alete uygulayarak aleti gelistirmis ve bu mekanik alete jiroskop adini vermistir Foucault Sarkacinin MekanigiYerkurenin dondugu ancak donen koordinat sistemde Newton un hareket yasasi yeniden ifade edilerek ve sarkac problemi cozulerek kanitlanabilir Sarkacin ucundaki m kutleli metal kureye etkiyen net kuvvet F mgr T displaystyle boldsymbol F mg boldsymbol hat r boldsymbol T ile verilir F kuvveti eylemsiz koordinat sistemine gore salinim duzlemi zamanla degismemektedir Burada teldeki gerilme kuvveti T Tsin pscos a8 Tsin pssin af Tcos psr displaystyle boldsymbol T T sin psi cos alpha boldsymbol widehat theta T sin psi sin alpha boldsymbol widehat varphi T cos psi boldsymbol hat r olmak uzere metal kureye etkiyen net kuvvet F Tsin pscos a8 Tsin pssin af Tcos ps mg r displaystyle boldsymbol F T sin psi cos alpha boldsymbol widehat theta T sin psi sin alpha boldsymbol widehat varphi T cos psi mg boldsymbol hat r seklinde yazilir Sarkac salinima basladiginda merkezcil kuvvet oteleme kuvveti ve Coriolis kuvveti de cozume dahil edilir ve zamana bagli koordinatlar x t displaystyle x t ve y t displaystyle y t elde edilir Eylemsizlik ilkesi geregince sarkacin salindigi dusey duzlem sabit yildizlara gore degismez kalir Bu nedenle Dunya saat yonunun tersinde donuyorken Dunya dan bakan bir gozlemciye gore sarkac saat yonunde donuyor gorunur Hic teleskoba gerek duyulmadan penceresiz kapali bir odada bile presesyon periyodu olculerek sarkacin bulundugu yerin enlem acisi ve sarkacin dogal periyodu olculerek Yercekimi ivmesi daha dogru hesaplanabilir Foucault nun sarkaci ile birlikte Dunya nin donusu daha net gorunur hale gelmistir Foucault sarkaci Dunya nin dondugunu ve donme etkilerini gosteren onemli kanittir Turkiye deki Foucault SarkaclariDunya daki pek cok kurum muze ve laboratuvarlarda Foucault sarkaclari bulunmaktadir Hatta Guney Kutbu nda da bir Foucault sarkaci bulunur Turkiye de Bilkent Universitesi Fen Fakultesi binasinda Ege Universitesi Rasathanesi nde Canakkale Onsekiz Mart Universitesi Gozlemevi nde Gaziantep Buyuksehir Belediyesi Gezegenevi nde Eskisehir Buyuksehir Belediyesi Bilim Deney Merkezi nde Trakya Universitesi TUTAGEM giris katinda Ankara da MTA ya bagli muzede ve Isparta Belediyesi Hali Kilim ve Etnografya muzesi nde Foucault sarkaci bulunmaktadir Kaynakca Acik Bilim 14 Mayis 2015 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 30 Mart 2015 Crease R P 2003 The Prism and the Pendulum The Ten Most Beautiful Experiments in Secience Random House Trade Paperbacks Prizma ve Sarkac Bilimde En Guzel On Deney Cev Mehmet Dogan Bogazici Universitesi Yayinevi Istanbul 2013 a b 10 Ocak 2017 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 9 Ocak 2017 Dis baglantilar