Yerçekimi ve Manyetizma
Yerçekimi kuvveti ve manyetik kuvvetler, evrenin üzerine inşa edildiği en temel kuvvetlerden ikisidir. Evrenin mekaniğini anlamak için bu temel kuvvetlerde yeterli bir anlayışa sahip olmak çok önemlidir. Elektromanyetik kuvvet, zayıf nükleer kuvvet ve güçlü nükleer kuvvet ile birlikte yerçekimi, evrenin dört temel kuvvetini oluşturur. Bu teoriler, kozmoloji, görelilik, kuantum mekaniği, astronomi, astrofizik, parçacık fiziği ve bilinen evrendeki hemen hemen her şey gibi alanlarda hayati bir rol oynamaktadır. Bu yazıda yerçekimi ve manyetizmanın arkasındaki teorileri, benzerliklerini, evrende nasıl oluştuklarını ve son olarak farklılıklarını tartışacağız.
Yerçekimi
Yerçekimi, herhangi bir kütle nedeniyle oluşan kuvvettir. Kütle, yerçekimi için gerekli ve yeterli koşuldur. Herhangi bir kütlenin etrafında tanımlanmış bir yerçekimi alanı vardır. Birbirinden r uzaklıkta bulunan m1 ve m2 kütlelerini alın. Bu iki kütle arasındaki yerçekimi kuvveti G.m1.m2 / r^2'dir, burada G evrensel yerçekimi sabitidir. Negatif kütleler olmadığı için yerçekimi kuvveti her zaman çekicidir. İtici yerçekimi kuvvetleri yoktur. Yerçekimi kuvvetlerinin de karşılıklı olduğuna dikkat edilmelidir. Bu, m1'in m2'ye uyguladığı kuvvetin eşit olduğu ve m2'nin m1'e uyguladığı kuvvete zıt olduğu anlamına gelir.
Bir noktadaki yerçekimi potansiyeli, bir birim kütleyi sonsuzdan verilen noktaya getirirken yapılan iş miktarı olarak tanımlanır. Sonsuzdaki yerçekimi potansiyeli sıfır olduğundan ve yapılması gereken iş miktarı negatif olduğundan, yerçekimi potansiyeli her zaman negatiftir. Bu nedenle, herhangi bir nesnenin yerçekimi potansiyel enerjisi de negatiftir.
Manyetizma
Manyetizma, elektrik akımları nedeniyle oluşur. Düz akım taşıyan bir iletken, birinci iletkene paralel yerleştirilmiş başka bir akım taşıyan iletkene akıma normal bir kuvvet uygular. Bu kuvvet yüklerin akışına dik olduğundan, bu elektrik kuvveti olamaz. Bu daha sonra manyetizma olarak tanımlandı. Gördüğümüz kalıcı mıknatıslar bile elektronun dönüşünün yarattığı akım döngüsüne dayanmaktadır.
Manyetik kuvvet çekici veya itici olabilir, ancak bu her zaman karşılıklıdır. Bir manyetik alan, herhangi bir hareketli yüke bir kuvvet uygular, ancak sabit yükler etkilenmez. Hareketli bir yükün manyetik alanı her zaman hıza diktir. Manyetik alan tarafından hareketli bir yük üzerindeki kuvvet, yükün hızı ve manyetik alanın yönü ile orantılıdır.
Manyetizma ve yerçekimi arasındaki fark nedir?
• Kütle nedeniyle yerçekimi kuvvetleri oluşur ve hareketli yükler nedeniyle manyetizma oluşur.
• Manyetik kuvvetler çekici veya itici olabilir, ancak yerçekimi kuvvetleri her zaman çekicidir.
• Gauss yasasını kütlelere uygulamak, kütle kapalıyken kapalı yüzey üzerindeki toplam yerçekimi akısını verir, ancak bu mıknatıslara uygulandığında her zaman sıfır verir.
• Manyetik monopol olmadığından, herhangi bir kapalı yüzey üzerindeki toplam manyetik akı her zaman sıfırdır.
