Bir soru. Hava yok. Gaz çıkararak gidiyor. Momentum korunuyor diyen var. Etki tepki diyen var. Yabancı kaynaklardan bakıyorum. ingilizcem de pek iyi değil. Anlamadım açıkçası.
Edit: burda bahsettiğim boşluk uzay, roket de uzay roketi. Kapiş?
Meramımı anlatma sıkıntım var. Roket havayı itip de gitse anlarım da uzayda itilen bir şey yok yani nasıl ilerliyor bu diyorum. O arkasından çıkan gaz neye yarıyor da ilerliyor bu alet.
Aslında benim bildiğim uzayda bildiğimiz ateşleme sistemiyle gitmiyorlar. Ateşlemeyi sadece çekim kuvvetinde kurtulmak için kullanıyorlar. Uzayda yol almak için herhangi bir gök cisminin ( bu genelde dünya oluyor ) çekim kuvvetinden faydalanıp hızlanıyorlar ve dönüşleride bildiğimiz havayı dışarı salarak dönüyorlar. Hani şu pıss pıss sesleri çıkaranlardan. Zaten roketler uzayda ateşleme sistemiyle gitseydi dünyada petrol kalmayacağı için savaşlarda olmazdı zannımca.
Klasik ama güzel soru. Gravity filminde Bullock abla son hamlesini yangın tüpüyle yapıyordu. Martian filminde de vardı benzeri sahne.
Benim Cevap: uzay tamamen boşluktan ibaret değildir. Yoğunluğu az da olsa bir şeyler vardır. Sürtünme de aynı oranda yok kadar az olduğu için küçük hamlelerle büyük yollar alınmaktadır.
Boşlukta hareket eden cisimler Newton’un, “etki eşittir tepki” şeklinde özetlediğiniz üçüncü yasasını, hedeflenen ivmenin tersi yönde bir miktar kütle ‘fırlatarak’ kullanır. Örneğin, kütlesi m olan bir roket, yerde sabit duran birine göre v hızıyla hareket ediyor olsun. Diyelim Δt kadar süre içerisinde geriye doğru, kendisine göre u hızıyla, küçük bir miktar, Δm kadar gaz fırlattı. Gazın rokete göre fırlatılma hızını, roket motorlarının yapısı ve gücü belirler. Yerdeki kişiye göre bu hız (v-u)’dur. Roketin kütlesi Δm kadar azalacak ve momentum korunmak zorunda olduğundan, hızı da bir miktar artacak, diyelim v+Δv olacaktır. Fırlatmadan önceki toplam momentum m.v, sonraki ise (m-Δm).(v+Δv)+Δm(v-u) olduğuna göre; m.v=(m-Δm).(v+Δv)+Δm.(v-u)=m.v+m.Δv-Δm.v-Δm.Δv+Δm.v-Δm.u olması gerekir. Ki bu da, m.Δv=Δm.Δv+Δm.u eşitliğini verir. Eğer Δm çok küçükse, burada sağdaki birinci terim, ikinci terime oranla gözardı edilebilir. Yani yaklaşık olarak, m.Δv=Δm.u’dur. Eğer her iki tarafı da Δt’ye bölüp, Δt’yi sıfıra doğru, çok küçük bir diferansiyel dt’ye gönderirsek, şu tam eşitliğe doğru gideriz: (1/u)dv/dt=(1/m)dm/dt. Dikkat edilecek olursa; bu ifadede soldaki m roketin kütlesi iken; sağdaki dm, fırlatılan gazın kütlesindeki son artıştır. Dolayısıyla, roketin kütlesi dm kadar azalmıştır. Eğer sadece roketin kütlesiyle ilgili bir denklem istiyorsak, sağdaki dm yerine –dm, yani (1/u)dv/dt=-(1/m)dm/dt yazmamız gerekir.
Yani; (1/u)dv/dt = -(1/m)dm/dt
Sağ taraf m’nin doğal logaritmasının türevi olduğuna göre; (-1/u)dv/dt = d(lnm)/dt.
Her iki tarafın t=0’dan t=t1’e kadar integralini alırsak; (1/u)[v(t1)-v(0) = -lnm(t1)+lnm(0) = ln[m(0)/m(t1).
Roketin başlangıç hızını v(0)=0 varsayar ve m(0)’ı da m0 olarak gösterirsek; v(t1) = u.ln[m0/m(t1) olur.
Durağan halden kalkıp, sabit u hızıyla gaz fırlatarak yol alan bir roketin kütlesi sürekli azalır ve herhangi bir t1 anındaki hızı, u.ln(m0/m(t1)’e ulaşır.
uzayda çok çok düşük miktarda da olsa (hacme göre) atom, dolayısıyla madde de vardır.. yani tamamıyla bir yokluk sözkonusu değil..
ayrıca uzayda yol alan roket değil, uzay aracıdır.. uzay aracı yeryüzünden roketle/roketlerle fırlatılır..
madde yoğunluğunun çok çok düşük olmasından dolayı sürtünme etkisi de yok sayılabilir..
siz x mesafeye bir araç göndermek için dünyanın çekiminden çıkmasına yarayacak ve geriye kalan enerjiyle planlanan yere gitmesini sağlayacak kadar toplam enerjiyi yerden kalkarken sağlarsanız..
teorik olarak bir yere çarpmadığı sürece git baba gidecektir..
siz bu zamazingoyu ulaşmak istediğiniz yerin, onun çekim alanında kalacak şekilde yakınına ve uygun şartlarda ulaştırırsanız o çekim alanına kapılıp inecektir de..
ayrıca madde yoğunluğu itki için elzem olsaydı denizaltılar da 5 dakikada istanbuldan kalkıp izmire gidebilirdi vs..
uzayda bir manevra gerekirse konusu ise, etki-tepki meselesidir..
siz hortumun ucunu sıkarken, suyun hortumun lüle halini alan çeperlerine basınç uygulamasını sağlıyorsunuz... bu basınç etkisi de tersi yönde tepki oluşturup deşarj edilen akışkanın momentumu ile momentumun korunumunu sağlamak suretiyle hareket eder..
edit:
1. roket dediğimiz, jet akışı prensibine dayanır.
2. hiçbir şey bilmesek, enerji yoktan var edilemez, vardan da yok edilemez.. Yerde bu enerjiyi alması yeterlidir..
3. dünya çekiminden sonra kullanılacaksa da bir yanma hücresinde uygun şekilde oksijenle karıştırılır ve çıkan yanma gazları itkiyi oluşturur.
Roketlerin agirliginin %90'ini yakitlari olusturur. Ne kadar cok yakit o kadar da kalkislarda engel demektir.
Roketler yakitin yanmasi ile hareket etmezler. Yanma hücresinde olusturulan basinc ile sikistirilan gazin birakilmasiyla hareket ederler.
Örnegin dünyanin en büyük roketi olan saturn v'in dünyayi birakmasi icin 40000 km/h'lik hiza ulasmasi gerekli. Saturn v'in 2500 ton sivi akaryakita ihtiyaci vardi.
Uzayda da ayni sekilde roketlere yön verilir veya hareket ettirilir.
bir nevi kendi kendisini itme.
silah amaçlı askeri roketler mi? saldırı roketi mi, savunma roketi mi? karadan havaya mı? havadan havaya mı? güdümlü mü? infrared mi? sabit roket atar mı? hareketli roket atar mı? uzay roketi mi? yörüngeye mi gidecek? aya mı? marsa mı? hepsinin temel prensibi aynı olmasına rağmen yakıt sistemi farklı.
