• 0

    Momentum nedir? Enerjinin korunumu ile momentumun korunumu arasındaki bağlantı nedir?

  • 0
    Daha önce de sorguladığımız momentum konusuna bir bakmakta fayda görüyorum.
    Fizikist'te mevcut olan bu konudaki bilgi ve tartışmalar aşağıdadır.

    https://www.fizikist.com/boslukta-hareket-edebilmenin-fizigi-momentumun-korunumu/
    https://www.fizikist.com/beyin-firtinasi/etiket/momentum/

    Ancak konu yeterince değerlendirilemediği gibi, konuya bakış açımda da biraz değişiklik (ayrıntıda) olduğu için tekrar ele alınması gerekir diye düşünüyorum. Düşüncelerinizi ve yaklaşımlarınızı ekleyebilirseniz, güzel bir değelendirme olur diye düşünüyorum.
  • 0
    Her şeyden önce dikkatiniz bir noktaya çekmek istiyorum.
    Bir taşa çekiçle vurduğunuz da muhtemelen kırılır. Eğer bunu uzay boşluğu gibi serbest bir ortamda yaparsanız, taşa ve/veya parçalara da dahil, ivmelendirerek hareket kazandırırsınız.
    Aynı şekilde taş bir miktar enerjiyi de ısı olarak fotonlarla atar. Üstelik hareket süresincede, hızına bağlı olarak foton yaymaya devam eder.

    İnternet videolarında görmüşsünüzdür. Çok yüksek basınç uygulayan pistonlara çelik kütleler konur ve basınç uygulanır. Bir süre sonra, çelik kütle patlayarak parçalara ayrılır.

    Momentum ile hareket arasında doğrudan bir ilişki vardır. Bir sistem ivmelendiğinde, ivmelendirmek için sisteme aktarılan enerji korunur. Eğer uzay boşluğu gibi sürtünmesiz ve diğer kuvvetlerin engelleyici etkileri düşük ise, sistem sahip olduğu momentumu koruyarak (tahminen) sonsuza kadar korur. Bu süre zarfında da hızı değişmez.

    Fakat momentum, sistem için kalıcı sürekli bir özellik değildir. Korunur ve aktarılır. Sistem üzerindeki etkisi aktarılana kadardır. Buradan da momentum için bir sisteme yüklenen enerjinin "ödünç enerji" olduğunu çıkartıyoruz. Yani sistem de sadece belli koşullar sabitlendiği sürece varlardır. Koşullar değişince, momentum da etkileniyor.

    Momentum, yüksek hızlarda (ışık hızının oranları) karşımıza ayrıca, relavistik kütle olarak da çıkıyor. Buradan iki sonuç elde etmek mümkün, bir sistemin kütlesinin onun hızına bağlı olduğu
    ikincisi ise mevcut sabit - durağan kütlenin de oluşumunda bir hareketin etkisinin olabileceği...

    Momentum açıklamasında, (fizikist sayfasında var) kütle ile hızın çarpımları olarak gösteriliyor.
    Ancak evrendeki enerji içeriği olan her şey momentum sahibi olabiliyor. Keza, foton kütlesiz olduğu halde momentum sahibi ...
    Buradan momentumun esasen kütlenin bir hız kazamasının değil, direk enerjinin bir hız kazanmasının sonucu olduğunu çıkartıyorum. Çünkü kütle de esasen yoğunlaşmış enerji'den ibaret.

    Bütün bunlara bağlı olarak, momentumun en küçük birim düzeyinde, yani enerjinin hareketi açısından ele alınması gerektiği sonucunu çıkarttım.

    Düşünceleriniz?
  • 0
    Momentuma devam...

    Momentum ile ilgili İlginç olan bir şey daha, momentumun aktarımı ve paylaşımı konusunda...

    Diyelim ki,
    1) "m" kütlesinde uzay boşluğunda "v" hızı ile hareket eden bir "a" nesnemiz olsun.
    Momentumun "m*v" olarak ifade ediyoruz. Bu değere "p" diyelim.

    2) Gene aynı ortamda "2m" kütlesinde ve "v/2" hızında bir başka "b" nesnemiz olsun. Onun momentumu da "2m*1/2v" ile gene "p" olacaktır.

    3) Gene aynı ortamda "2m" kütlesinde ve "v" hızında üçüncü bir "c" nesnemiz olsun. Onun da momentumu "2p" olacaktır.

    Şimdi bu nesneleri uzay ortamında 2 şerli olarak birbirileriyle "sürekli temas ve aynı yönde hareket" edecek şekilde farklı varyasyonlarda sistemler kuralım.
    Momentumun korunumu gereği momentum aktarımı var mı yok mu ona bakıyoruz.


    1) "a" nesnesi ile temasta olan "b" nesnesi arasında enerji paylaşımı olur. Sistem olarak yeni ortalama hıza ulaşır. Böylece alt bileşenler olan; "a" nesnesi yavaşlar, "b" nesnesi hızlanır.
    Yani, "a" nesnesinden "b" nesnesine enerji aktarılmıştır.

    2) "a" nesnesi ile "c" nesnesi arasında enerji paylaşımı olmaz. Sistem v hızında yoluna devam eder. enerji aktarılmamıştır.
    Oysa momentum değerleri farklıydı.

    Bu durum başka nerede gözüküyor?
    Isı aktarımında;

    Eğer iki nesne kitleleri ne olursa olsun , sıcaklıkları aynı ise ısı transferi olmuyordu. Ama sıcaklıkları faklı ise ısı transferi gerçekleşiyordu.
    Üstelik her zaman, kütlesi (böylece toplam ısı sığası) göz ardı edilecek şekilde, yüksek olandan düşük olana doğru (aynı zamanda entropi gereği)...

    Diğer bir deyişle bu mantığa göre 1/2 m kütlesine sahip bir "d" nesnemiz olsaydı ve hızı 2v olsaydı.
    Hızı "v" olanlarla temas ettiğinde, momentum değeri ne olursa olsun (p veya 2 p),
    "a", "b" ve "c" nesnelerine enerji aktaracaktır.

    Şimdi bunları yorumlamadan önce, sunduğum örneklerde bir hatam var ise belirtmenizi istirham edeceğim. (Tüm okuyucu arkadaşların herhangi biri olabilir.)
  • 0
    Kutlenin yogunlasmis halinin madde olmasi kismi en can alici bolum , peki nasil? Planck degerlerine gore ? Enerji nasil yogunlasabilir ?
    morgan 15 Mayıs 2019
  • 0
    @morgan, kütle kesinlikle bir ivmelenmenin sonucu. Sabit bir ivmelenme ki evrende bu tür ivmelenmeye sağlayabilecek tek şey var: Evren'in genişlemesi...

    Ama enerjinin yoğunlaşması ayrı bir konu, momentum da enerjinin yoğunlaşması ile aynı temel mekanizmaya sahip olmalı.
    ...
    ...
    Asıl konuya geri dönersem, düzeltme olmadığına göre, şimdiye kadar yazdıklarımla mutabıkız.

    Sicim Teorisi deneysel imkanı olmadığı için havada kalmasına rağmen (çünkü önerileri gözlem yapılamayacak kadar küçük ölçeklerde), matematiksel olarak kaşımıza mükemmel bir öneri çıkartıyor. (Gerçi matematiğim bu denklemleri anlayacak ve yorumlayacak düzeyde değil. Ama yorumlayanların bilgisine ve açıklamalarına güveniyorum.)
    Fakat Sicim teorisinde ciddi bir hata var bence...
    Teoriye göre sicim, Planck Ölçeklerinde titreşen bir enerji birimi. Ve bu titreşen paketçiğe yeterince enerji eklendiğinde, tek bir titreşim bütün evreni bir uçtan, diğer uca kapsayacak esnekliğe sahip oluyor. (En azından B. Green öyle ifade ediyor.)

    Bu nokta da ayrılıyorum. Bir sicimin, titreşen enerji paketçiği olduğu (niçin ve nasıl titreştiği de ayrı bir konu) kabul ama paketçiğe ekleme yapılamayacağını düşünüyorum.

    Bence enerji, Planck ölçeklerindeki enerji paketçiklerinden (granül gibi) oluşan bir gerçekliğe sahip. (O taneciklerin muhtevasını sormayın, bilen kimse yok)
    Bir paketçiğin içine, daha fazla paketçik sokamazsınız. Paketçikler, orijinal boyutlarını koruyor olmalılar. Buna karşılık paketçikleri uç uca, üst üste ekleyerek, sistem olarak genişletebilirsiniz. Enerji olarak eklenen her paketcik, alanda (1, 2, veya 3 boyutlu) bir yeri titreşimi ile doldurur.

    Yani bir sicime, yeni paketçikler ekleyerek genişletebilirsiniz.
    Bunun farkı, sicim teorisi enerji eklenmesi ile tek bir paketçiği öne sürerken, yaklaşımımda ilk sicim ile uyumlu titreşen yeni lego paketçikler oluyor. Çok küçük ama önemli bir fark.

    Bu sonuca varmamın nedeni ise, momentum. Sisteme momentum kazandırmak demek, sisteme enerji eklemek demektir. (İvmelendirme vasıtasıyla). Eğer eklenen enerji, sistemdeki var olan enerji ile kaynaşsaydı, artık ödünç bir enerji olmaz, sistemin doğal bir parçası olurdu.

    Oysa, hızın düşmesini sağlayan etki ile bu enerji, momentumun korunumu ilkesinde aktarılıyor, paylaşılıyor.
    Yani, momentum sisteme verilen ödünç bir enerji pozisyonunda kalıyor. (istisanası fotonlar, çünkü onlar zaten en küçük enerji paketçikleri (teknik adı: kuanta, çoğulu -paketçikler, kuantum) ...
  • 0
    Parça parça yazıyorum. Çünkü konuyu tek bir alana toplamaya çalışıyorum.
    (Kitapta her ayrıntıyı esas ilgili ayrı bir konuda ifade etmiştim. Böylece kitabı bitip, tekrar edildikçe aradaki bağlantılar farkedilecek şekilde yazdım. Cümlelerden bolca tasarruf sağladım. Burada aynı düzeyde mümkün olmuyor.)

    Momentum, etki, ivmelendirme, ivmeye direnç (eylemsizlik), yüksek hızlarda zaman genişlemesi ve boyut daralması ( hareketin gerçekleştiği uzamsal boyut üzerinde) ve kütle hepsi aynı temel ilkelerin ve mekanizmanın sonucu...

    Momentuma tekrar bakarsak, bildiğimiz anlamda sisteme momentum kazandırmak için ivmelendirmek gerekmektedir.
    Bu durumda ivmelendirmeyi ele almalıyız önce.
    İvme, bir etkidir. Diğer etkilerden farklı olarak, en yüksek frekansta yapılar etkidir.

    Bir taşa çekiçle vurduğunuzda, aktardığınız kuvvetin enerjisi taşa yönelir. Taşta dağılır. (Nasıl dağılır?) Taşı oluşturan birimlerin titreşimlerini artırır ve bu tireşim genliği , parçaları bir arada tutan bağların gücünü aştığında taş çatlar, ya da kırılır. Yani bağlar kopar.

    Aynı taşı, basınçlı pistonla sıktığınızda, aktardığınız enerji gene taş içindeki temel yapısındaki (moleküller düzeyinde, kısmen atom düzeyine etkiyerek) birimleri titreştirerek, onları birbirinden ayırır. Taş patlayarak dağılır.
    Verilen enerjinin önemli bir kısmı mekanik enerji olarak bağları koparır, bir kısmı ise ses ve ısı olarak evrene aktarılır.

    Ama burada önemli olan, etkinin frekasıdır. Frekans yüksedikçe, etki edilen nesnenin-sistemin daha küçük birimlerine ulaşılmaktadır.
    İşte ivme, bunlar içinde en yüksek frekansta olan etkidir.
  • 0
    İvme nasıl en yüksek frekanstaki etki olabilir?
    İlk önce rezonans konusuna kısaca bakmalı. Bir çocuğu salıncakta sallarken, ilk kuvvetten sonra, salınımı ile uyumlu frekansta olacak şekilde azar azar kuvvet ekleriz. Böylece, sallanan çocuk üzerinde enerji birikir ve sallanma hızı, açısı artar, (Aslında toplamda verilene enerjiyi tek seferde vermek de mümkün olabilir ama bu pratikte sallanan çocuk için pek hoş olmaz. )

    Ya da işaret parmağınızla, bir elektrik direğini rezonans sağlayacak şekilde dürtebilir ve bunu devam ettirebilirseniz, eninde sonunda direk yıkılır.

    Burada dikkat edilmesi gereken iki nokta var. Titreşim ve frekans.

    İvme, sisteme düzenli olarak ve artan şekilde enerji eklenmesidir. (Çünkü birim zamana düşen yol artmaktadır.)
    Sisteme eklenen enerji, her Planck Zamanında eklenmektedir. Çünkü Planck Zamanı en küçük birimdir. Her Planck zamanı artan şekilde sisteme enerji eklenir.
    Tabii biz bu kesikli hareketi, sürekli olarak algılıyoruz.
    Bir Planck zamanı periyodu ile sağlanan frekans ise, evrende olması muhtemel en yüksek frekanstır.
    Bu kadar yüksek frekanstaki etki ise doğrudan sistemi oluşturan enerji paketçiklerine (yani sistemin en küçük birimleri) hitap etmektedir.

    Şimdi konu etki ile verilen enerjinin nasıl aktarıldığı ve momentuma dönüştüğü (yüksek hızlarda relavistik kütleye girmeyeceğim.)...
  • 0
    Enerjinin aktarılması ile saklanması aynı mekanizma altında olmalı. Çünkü, ivme için sisteme verilen enerji, başka bir objeye gene aynı yolla hemen aktarılıyor. Ama aynı şekilde bu enerji, her an aktarılmaya hazır bir şekilde saliselerden, milyonlarca yıla kadar sistemde kalabiliyor.

    Bu bedenle, ivme için verilen enerjinin, sistem içinde nerede ve nasıl saklandığı-depolandığı önem kazanıyor.
    Enerji yoktan var olmaz, vardan yok olmaz. Zaten ivme için sisteme aktarılan enerjiyi momentum olarak tanımlıyoruz. (Kastettiğim sistem kavramına kütle, elektromanyetik alan, ışık ve foton kavramlarının her biri giriyor).

    Her parçacığın ve onu oluşturan alt parçacıkların (atom altı) ve onları da oluşturan daha alt-temel parçacıkların (kuarklar düzeyi) titreşim yaptığını biliyoruz.
    Eğer bu küçülme zincirini sürdürsek, en sona sanırım kuanta- enerji paketçiği kalır ki...
    Bence onunda bir titreşimi var.
    Zaten uzay boşluğunda tek başına gezinen kuantalara da foton diyoruz. Onların da iki boyutlu bir titreşim örüntüsüne sahip olduklarını biliyoruz.
    (Kütleyi oluşturan temel enerji paketçiklerini kuanta, ışık içindeki enerji paketçiklerini foton tanmı ile işlevlerine göre birbirlerinden ayırıyoruz ama aslında özdeşler.)

    Kuanta'nın titreşim örüntüsüne sahip olduğunu düşünüyorum. Fotondan farkı olarak, kuantanın titreşimi 1 veya 3 boyutlu da olabilir.

    Titreşim aynı zamanda bir dalga hareketidir. Dalgaların taşıdığı enerji miktarını belirleyen iki şey var. Frekansı ve dalga boyu. Eğer bir dalganın "belli bir zaman aralığında" uyguladığı kuvvetin enerji miktarını bulmak isteseydik, frekans değeri bizim için değerli olabilirdi.

    Ama burada kuanta üzerinden konuyu ele aldığımız için, sadece 1 Planck Zamanı süren tek bir periyotluk (frekansı doğal olarak 1) bir dalga hareketi üzerinden konuyu ele alacağız.

    Dalga sıralarının değil de, tek bir dalga sırasının enerjisi öne çıkınca bu sefer dalganın enerji içeriğini belirleyen iki şey kalıyor. Bir tanesi dalga boyu, diğeri ise dalganın genliği oluyor. Kitapta genliği sabit bir alan olarak ele olarak aldım. Çünkü enerji yoktan var edilemez ya da yok edilemez.

    Ancak enerji eklendiğinde bu alanın büyümesi gerekiyordu. Oysa, daha önce Sicimlerle ilgili olan ifadem de, sicim teorisinin burada hata yaptığını, bir sisteme enerji eklendiğinde var olan sicimin büyümediğini, kaynaşmadıklarını, her bir enerji paketçiğinin varlığını koruyarak, birleştiklerini ve bir yapı oluşturduklarını yazmıştım.

    Aynı kuralın burada da geçerli olması için, sistemde var olan enerji paketçikleri ile aktarılan enerji paketçiklerinden oluşan bu yeni sistemde daha büyük bir alan elde etmek gerekiyor. Bunu da dalgaların girişim özelliği sağlıyor.

    Bir sisteme enerji eklendiğinde, eklenen enerji paketçikleri, sistemde var olan enerji paketçiklerinin titreşimi ile girişim yapıp daha büyük genlik alanları oluşturuyorlar.
    Momentum olarak aktarılan enerji de, sistemde zaten doğal halde var olan enerji ile bu titreşim alanında toplanmış oluyor.

    Sistem harekete karşı bir engel ile durduğunda, yavaşladığında mesela çarpma veya sürtünme gibi, sisteme ödünç olarak yüklenmiş enerji, dalga olarak yeni ortamda yayılıyor.

    Etki (veya 1 Planck Zamanı süresinde gerçekleşen ivmelenme) bir sisteme girdiğinde, önce bir dalga paketi olarak tüm sistemi hareketin verildiği doğrultuda tarıyor. İlk amacı bu ortamda kalmak değil, bulabildiği ortamla yoluna devam etmek ister gibi... Ancak sistemin fiziksel varlığını bitimi ile, o bölge de toplanıp, geriye yansıma yapıyor.

    Tabi bu sistem için ileri geri gidişleri, etkinin titreşimi frekans ve dalga boyu olarak, sistemin temel birimleri ile faz uyumuna kadar sürüyor. (Eğer bu faz uyumu gerçekleşmez ise zaten sistem dağılıyor.)
    İşte eylemsizlikte, bu ileri geri uyumlaşma sürecinde sistem içi titreşimlerin (aslında titreşim genliklerinin) uyumsuz, farklı olmasından kaynaklanıyor.

    Sonuç olarak; momentum sisteme eklenen ödünç enerjidir.

    Burada ilginç olan şey şu, en başta momentum hız ile ilgili yazmıştık.
    Yukarıda tüm yazdıklarımın sonucu olarak, özdeş iki cisimden titreşim genliği daha yüksek (enerji değeri doğal olarak) olanın, evrendeki doğal hızının da daha yüksek olduğunu yazabilirim.
  • 0
  • 0
    Ek: Bizler entropi'yi, düzenden düzensizliğe doğru yönelim olarak tanımlıyoruz. Diğer yandan, enerjinin başlangıçta (Big bang öncesi), düzenli, homojen olduğu varsayılıyor. Ancak büyük patlama ile bu düzenin bozulduğu düşünülüyor.
    Diğer yandan kütle ise düzenli olarak tanımlanıyor.
    Bu bakış açısının yanlış olduğunu düşünüyorum. Eğer evren açısından düzenlilik; her yerde homojen ve özdeş olmak ise, kütle bu düzenliliği bozan, beyaz sayfadake kirli noktalar oluyor.
    Entropi ise bu kirli noktalarda topaklanmış enerji birimlerinin, dağıtılarak evrene yayılması oluyor.
    Yani evren, entropi ile kendisine göre tekrar düzenli bir yapıya dönüşmeye çalışıyor.

    Gerek momentumun dağılımında, gerek ısının dağılımına baktığımızda, bu iki eylemin durması ancak tüm sistemlerde ilgili alt birimlerde titreşimler eşitlenince duruyor. (Momentumda titreşen kuanta, ısı da ise elektronlar olarak düşünüyorum.)

    Böylece titreşim genliği daha yüksek olandan, daha düşük olana eşitleme gerçekleşene kadar akış gerçekleşiyor. Bu yüzden, toplamda daha büyük sığası olsa bile akışın yönü değişmiyor.

    Diğer bir anlatımla, titreşen tüm birimler;
    "titreşimleri ile uzayda eşit alan işgal edene kadar"
    bu paylaşım sürüyor.

    Bitti... :-)
Yorum yazabilmek için üye girişi yapmanız gerekmektedir.

Giriş Yap