Dünya'nın kendi ekseni etrafındaki dönüş hızı ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Ekvator'da en azdır
B) Kutuplarda en fazladır
C) Her yerde aynıdır
D) Ekvator'da en fazladır
E) 45° enlemlerde en fazladır
Merhaba sevgili öğrenciler! Dünya'nın kendi ekseni etrafındaki dönüş hızı, coğrafi konumumuza göre nasıl değişir, gelin birlikte adım adım inceleyelim.
-
Adım 1: Dünya'nın Dönüşünü Anlayalım.
Dünya, kendi ekseni etrafında batıdan doğuya doğru döner. Bu dönüş sayesinde gece ve gündüz oluşur. Dünya'nın bir tam dönüşü yaklaşık 24 saat sürer.
-
Adım 2: Açısal Hız ve Çizgisel Hız Ayrımı.
- Açısal Hız ($\omega$): Dünya üzerindeki her nokta, 24 saatte aynı açıyı (360 derece) döner. Bu nedenle, Dünya üzerindeki tüm noktaların açısal hızı aynıdır. Yani, Ekvator'daki bir nokta ile kutuplara yakın bir noktanın birim zamanda taradığı açı aynıdır.
- Çizgisel Hız ($v$): Ancak, soru bize "dönüş hızı"ndan bahsediyor ki bu genellikle çizgisel hız anlamına gelir. Çizgisel hız, bir noktanın birim zamanda katettiği mesafedir.
-
Adım 3: Çizgisel Hızın Yarıçapla İlişkisi.
Dairesel hareket yapan bir cismin çizgisel hızı, açısal hızı ve dönme yarıçapı ile doğru orantılıdır. Bu ilişkiyi $v = \omega r$ formülüyle ifade ederiz. Burada:
- $v$: Çizgisel hız
- $\omega$: Açısal hız (Dünya için sabittir)
- $r$: Dönme ekseninden olan uzaklık (dönüş yarıçapı)
-
Adım 4: Dünya Üzerindeki Dönme Yarıçapının Değişimi.
Dünya'nın şekli nedeniyle, dönme ekseninden olan uzaklık (yani $r$ değeri) her yerde aynı değildir:
- Ekvator'da: Ekvator, Dünya'nın en geniş yeridir. Bu nedenle, Ekvator üzerindeki bir noktanın dönme ekseninden olan uzaklığı (dönüş yarıçapı $r$) en büyüktür.
- Kutuplara Doğru: Ekvator'dan kutuplara doğru gidildikçe, Dünya'nın dönme ekseninden olan uzaklık (dönüş yarıçapı $r$) küçülür.
- Kutuplarda: Tam kutup noktalarında, dönme ekseninden olan uzaklık (dönüş yarıçapı $r$) neredeyse sıfırdır. Bu noktalar sadece kendi etrafında döner gibi görünür.
-
Adım 5: Sonuç Çıkarım.
Formülümüz $v = \omega r$ idi. Açısal hız ($\omega$) sabit olduğuna göre, çizgisel hız ($v$) doğrudan dönme yarıçapı ($r$) ile orantılıdır. Yani, $r$ ne kadar büyükse, $v$ de o kadar büyük olur.
- Ekvator'da $r$ en büyük olduğu için, çizgisel hız ($v$) en fazladır.
- Kutuplara doğru gidildikçe $r$ küçüldüğü için, çizgisel hız ($v$) azalır.
- Kutuplarda $r$ en küçük (sıfıra yakın) olduğu için, çizgisel hız ($v$) en azdır (sıfıra yakındır).
Bu açıklamalara göre, Dünya'nın kendi ekseni etrafındaki dönüş hızı Ekvator'da en fazladır.
Cevap D seçeneğidir.
