Aracın Önüne Mıknatıs Bağlayarak İlerlemesini Sağlayabilir miyiz?

Bir internet efsanesi daha tarihe karışıyor. Ucuna bağlanan mıknatıs sayesinde yakıta gereksinim duymadan daima çalışacağı düşünülen araç fikrinin neden işe yaramayacağının fizikî olarak açıklamasını paylaşıyoruz.

Bu görseldeki çizimin araçların yakıt muhtaçlığını ortadan kaldırabileceği düşünülüyor. Pekala sizce bu metot işe fayda mı?

Önüne kalın bir metal plaka takılmış bir kamyonetin çok kolay bir çizimi. Kamyonun gerisinden kabinin üzerinden bir vinç kolu uzanır ve aracın önünde güçlü bir mıknatıs meblağ. Buradaki teori, mıknatısın plakayı çekeceği ve kamyonu ileri çekeceği ve esasen yakıta muhtaçlık duymadan daima hareket üreteceğidir.

Tamam, muhtemelen bunun işe yaramayacağını iddia etmişsinizdir. Şayet bu türlü bir şey mümkün olsaydı yollarda kocaman mıknatıslı araçlar görürdük.

Bu fikrin işe yarayıp yaramadığını test etmek için bir model oluşturmak gerekiyor.

Gerçek boyutlu bir modele muhtaçlığımız yok. Düşük sürtünmeli oyuncak otomobilleri bir cins mıknatıslı vinçle kullanabiliriz.

Solda, otomobile bantla bağlanan Lego tabanlı bir vince bağlı büyük bir neodimyum mıknatıs görebilirsiniz. Bu şeyleri daha evvel kullanmadıysanız, epeyce güçlüler. Otomobilin kendisine bağlı güzel boyutta bir demir çubuk var. Mıknatıs ve demir ortasında nitekim de epey cazip bir kuvvet bulunuyor.  Dikkatli olmazsanız parmağınızı kıstıracak kadar güçlü.

Test kolay: Mıknatısın demir çubuk üzerindeki kuvveti her şeyi hareket ettirecek mi?

Tabii ki… işe yaramıyor. Otomobil hızlanmıyor ve hareket etmiyor.

Peki neden çalışmıyor? Tahminen de başlamak için en güzel yer, hızlanan biraz farklı bir mıknatıs otomobilidir.

Şimdi otomobil (sağda) yalnızca hareket etmiyor, birebir vakitte hızlanıyor ve sola hakikat hareket ettikçe suratı artıyor.

Oldukça makul olan sürtünmeyi göz gerisi edersek, arabayı içeren yalnızca üç kuvvet etkileşimi var. Otomobil ile Dünya ortasındaki yerçekimi etkileşimi nedeniyle aşağı gerçek bir çekme kuvveti ve otomobil ray üzerinde oturduğu için üst gerçek iten bir temas etkileşimi de var.

Bu, mıknatıs ile otomobil ortasındaki son kuvveti ona karşı koyacak hiçbir şey bırakmadan bırakır. Bu net kuvvet sola çekerken, otomobil hareketsiz halden hareket etmeye ve akabinde daha süratli hareket etmeye geçer. Bu gerçek hayattaki bir manyetik araca benziyor.

Bu, mıknatıslı kamyon fikrinin işe yarayabileceğini gösteriyor. Ancak neden olmadığını anlamak için, mıknatıslı ve vinçli otomobil için bir kuvvet diyagramına gereksinimimiz var.

Aslında ortalık karıştığı için üç farklı diyagram oluşturacağız. Otomobil için bir tane, vinç için bir tane ve mıknatıs için bir tane olacak. 

Arabadaki kuvvetlerle başlayalım. Mıknatıs ve vincin eklenmesiyle artık tek bir fark var.  Bu da vincin arabayı itme gücü. Artık otomobildeki toplam kuvvetin (net kuvvet) sıfır olduğuna dikkat edin.

Mıknatısa yanlışsız hareket ederken, mıknatıs arabayı sola çektiğinden, mıknatısı sağa çeken otomobilin eşit büyüklükte bir kuvveti var. Bu kuvvet, aslında tıpkı etkileşim olduğu için, arabayı çeken mıknatısın kuvveti ile tıpkı büyüklüğe sahip.

Sonra, vincin üst hakikat çekme kuvvetiyle dengelenen mıknatıs üzerindeki yerçekimi kuvveti vardır. Vinç ayrıyeten, otomobile çarpmasını önlemek için mıknatısı sola gerçek iter.

Tüm bu objelerin net kuvveti sıfırdır. Değerli olan kısım şudur: Sıfır net kuvvetle sıfır ivme olacaktır. Sıfır süratiyle başlayan bu üç obje sıfırda kalacaktır. Hareket etmeyecek. Çalışmayacak.

Yorum yapın