İki Kızak Pisa Kulesi’nden Bırakılırsa Hangisi Önce Düşer?

Popüler bir anlatıya göre Galileo Galilei, farklı ağırlıktaki nesnelerin serbest düşüşünü görmek için farklı ağırlıktaki iki nesneyi Pisa Kulesi’nin tepesinden yere bırakmıştır. Anlatıya göre Galilei’nin bıraktığı nesneler, farklı ağırlıkta olmasına rağmen aynı zamanda yere düşmüştür. Fizik ise olayın böyle olamayacağını gösteriyor. 

Galilei’nin serbest düşüş deneyinin sonuçlarını daha anlaşılır bir şekilde anlatmak için New York Times gazetesinde Randall Munroe’nun köşesinde yer alan bir soruyu kullanacağız. Munroe’ya mail yoluyla gönderilen soruda, Pisa Kulesi’nin tepesinden bırakılan farklı ağırlıkta iki kızağın aynı zamanda yere düştüğü ama bir parkurun tepesinden bırakıldığında neden farklı zamanlarda bitiş noktasına ulaştığı soruluyor. 

Munroe’ya göre bu sorunun cevabı oldukça basit bir şekilde hava direncidir. Galilei’nin denemesinin aslında anlatıldığı gibi sonuçlanmamasının nedeni de aynı şekilde hava direncidir. Yerçekimi, her şeyi aslında eşit bir şekilde dünyanın yüzeyine doğru çeker. Ama hava direnci nesnelerin farklı sürelerde yere düşmesine neden olur. Görece daha ağır olan nesneler, beraber atıldıktaları daha hafif olan nesnelerden daha hızlı bir şekilde yere düşerler. Çünkü ağır nesneler hava direncini daha kolay bir şekilde yenebilirler. 

Daha anlaşılır olması açısından şöyle açıklayabiliriz; karpuz şeklinde bir balon ile gerçek bir karpuzu bir kulenin tepesinden yere atarsak, karpuz şeklinde olan balon, gerçek karpuzdan çok daha sonra yere inecektir. 

Havanın olmadığı koşullarda ise bu durum farklı şekilde gerçekleşir. Ağırlıkları fark etmeksizin nesneler, aynı yükseklikten bırakıldıklarında aynı hızda ve aynı anda yere düşerler. Apollo görevinde astronot olan David Scott’un Ay’da bir çekiç ile tüyü aynı yükseklikten bıraktığında iki nesnenin de aynı anda yere düşmesi tam olarak bu duruma bir örnek olarak verilebilir. 

Munroe’ya gönderilen sorunun cevabına ise bu noktadan sonra gelebiliriz. İki kişilik boş bir kızak minimum 158 kg ağırlığındadır. Yapılacak deneyde bundan 5 kg daha ağır olan 163 kg ağırlığında bir kızak Pisa Kulesi’nin tepesinden bırakıldığında kaba bir bakışla aynı anda yere düşmüş gibi görünür. Ancak iki kızağın düşüşleri videoya kaydedildiğinde ve bu kayıt yavaşlatılarak izlendiğinde aslında iki kızağın aynı anda yere düşmediği görülecektir. 5 kg’lık bir ağırlık farkı, daha ağır olan kızağın bir akıllı telefon kalınlığı kadar önce yere düşmesine neden olacaktır. 

Bir parkurda bundan daha fazla mesafenin iki kızak arasında oluşması aslında düşüş süreleri ve kızakların bu sürede yakaladıkları hızlar ile ilgilidir. Pisa Kulesi’nin tepesinden bırakılan kızaklar ortalama olarak 104 km/s hıza ulaşırlar. Ancak olimpik bir pistte bırakılan kızaklar yaklaşık 160km/s hıza ulaşırlar ve daha uzun süre sürüklenirler. Bu da daha ağır olan kızağın hafif olan ile arasındaki mesafenin açılmasına ve kaba bir bakışta rahatça görülmesine neden olur. 

Toparlayacak olursak, belirli bir yükseklikten bırakılan farklı ağırlıklı nesneler farklı hızlarda ve farklı sürelerde yere düşerler. Bu farkın temel sebebi hava direncidir. Bu nedenle Galileo Galilei’nin deneyi dünyada başarısız olacaktır. Ama şunu da unutmamak lazım; ağırlıklar çok arttığında aradaki farkı görmek için yüksek özellikli kameralarla ancak fark görülebilir. 

Kaynak: Webtekno