Soru:
Dünya'nın şekli ve dönüşü ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi, yer çekimi kuvvetinin kutuplarda ekvatora göre daha fazla olmasının temel nedenini açıklar?
- A) Dünya'nın kutuplardan basık, ekvatordan şişkin olması
- B) Kutuplarda manyetik alanın daha güçlü olması
- C) Ekvator bölgesinin daha sıcak olması
- D) Kutuplarda buzulların bulunması
Çözüm:
💡 Bu sorunun çözümü için yer çekimini etkileyen iki temel faktörü hatırlamalıyız: kütle çekim kuvveti ve merkez kaç kuvveti.
- ➡️ Birinci Adım: Yer çekimi ivmesi (\( g \)), kütle çekiminden kaynaklanan ivme (\( g_0 \)) ile merkez kaç kuvvetinden kaynaklanan ivmenin (\( \omega^2 r \)) vektörel farkıdır. Formülle \( g = g_0 - \omega^2 r \cos^2 \varphi \) şeklinde ifade edilir. Burada \( \varphi \) enlem, \( r \) ise Dünya'nın merkezine olan uzaklıktır.
- ➡️ İkinci Adım: Dünya'nın şekli (Geoid) kutuplardan basık, ekvatordan şişkindir. Bu nedenle, bir kişinin Dünya'nın merkezine olan uzaklığı ekvatorda (\( r_{ekvator} \)) kutuplardakine (\( r_{kutup} \)) göre daha fazladır (\( r_{ekvator} > r_{kutup} \)).
- ➡️ Üçüncü Adım: Kütle çekim kuvveti (\( F = G \frac{Mm}{r^2} \)) mesafenin karesi ile ters orantılı olduğu için, merkeze daha yakın olan kutuplarda bu kuvvet daha büyüktür.
- ➡️ Dördüncü Adım: Ayrıca, merkez kaç kuvveti ekvatorda maksimum, kutuplarda ise sıfırdır. Bu kuvvet yer çekimi ivmesini azaltıcı yönde etki eder.
✅ Sonuç olarak, hem Dünya'nın şekli (kutupların merkeze daha yakın olması) hem de merkez kaç kuvvetinin kutuplarda etkisiz olması, yer çekiminin kutuplarda daha fazla olmasına neden olur. Bu nedenle doğru cevap A seçeneğidir.
