Soru:
Bir çamaşır makinesi, tamburunda bulunan ıslak çamaşırların suyunu, tambur yüksek hızla dönerken dış duvarlara doğru "fırlatarak" sıkıştırır. Bu işlemi açıklamak için aşağıdaki soruları cevaplayınız:
a) Bu olayı, dönen tamburun içindeki bir çamaşır parçasının referans sisteminden (eylemsiz olmayan sistem) açıklayınız.
b) Aynı olayı, makinenin yanında duran bir gözlemcinin referans sisteminden (eylemsiz sistem) açıklayınız.
Çözüm:
💡 Bu örnek, merkezkaç kuvvetinin günlük hayattaki bir uygulamasını ve farklı referans sistemlerinde nasıl yorumlandığını göstermektedir.
- ➡️ Adım 1: Dönen Sistemde Açıklama (a şıkkı)
Tamburla birlikte dönen bir gözlemci (çamaşırın kendisi gibi) için, bir merkezkaç kuvveti hissedilir. Bu kuvvet, dönme ekseninden dışa doğru etki eder. Su molekülleri üzerine etki eden bu sahte kuvvet, onları tamburun delikli dış duvarlarına doğru iter. Su, kumaşın liflerinden geçerek bu deliklerden dışarı atılır ve böylece çamaşırlar sıkışmış olur.
- ➡️ Adım 2: Eylemsiz Sistemde Açıklama (b şıkkı)
Makinenin yanında duran sabit bir gözlemci için ise merkezkaç kuvveti diye bir şey yoktur. Bu gözlemciye göre, çamaşırlar ve su, dairesel yörüngede hareket etmek ister. Ancak tamburun dış duvarı, onlara sürekli bir merkezcil kuvvet uygular. Suyun kumaştan ayrılmasının nedeni, suyun eylemsizliği (düz bir çizgide hareket etme eğilimi) nedeniyle dairesel yörüngeden "çıkmak", yani teğetsel yönde fırlamak istemesidir. Tamburun duvarı, suyu bu yörüngede tutar ve sonuçta su, duvardaki deliklerden dışarı çıkar.
✅ Sonuç: a) Dönen sistemde açıklama merkezkaç kuvveti ile yapılır. b) Eylemsiz sistemde açıklama ise eylemsizlik ve merkezcil kuvvet ile yapılır. Merkezkaç kuvveti, sadece dönen sistemdeki bir gözlemci için anlamlı olan bir eylemsizlik kuvvetidir.
