12. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları Yıldırım Yayınları Sayfa 198

İkizler Paradoksu

Newton mekaniğinin bir temel sayıltısı, tüm gözlemciler için aynı olan evrensel (mutlak) bir zaman ölçeğinin varlığıdır. Özel görelilik teorisinde zaman görelidir.

İkiz kardeşlerden biri, bir roketle Dünya’dan kalkış yapıp bir süre içinde (0,9)c’lik sürate ulaşır ve bu süratini koruyarak birçok ışık yılı uzaklıktaki bir gezegene yolculuk yapar. Gezegenin çevresinden dolanıp aynı süratle geri döner ve yavaşlayarak Dünya’ya iner.

Dünya’ya geri dönüldüğünde ikizlerden Dünya’da kalan mı yoksa gezegene yolculuk yapan mı daha az yaşlanmış olurdu?

Açıklama: Yolculuğu Dünya’dan izleyen ikize göre uzay gemisindeki saat, Dünya’daki saatten daha yavaş ilerler. Diğer bir deyişle roketteki ikizin kalbi daha yavaş atar yani iki kalp atışı arasında geçen zaman daha uzundur. Bunun sonucunda roketteki ikiz, yolculuk süresinde daha az yaşlanır. Roketteki ikize göre daha kısa süren yolculuk, Dünya’daki ikize göre daha uzun sürmüştür. Böyle olmakla birlikte rokete göre Dünya’da da (0,9)c süratiyle hareket etmekte olduğu için Dünya’daki ikizin daha yavaş yaşlanması gerekmez mi? Simetrik bir durum söz konusu değil midir?

Dünya’daki ikiz, tüm yolculuk boyunca eylemsiz bir gözlem çerçevesinde kalırken (Dünya’yı hemen hemen eylemsiz gözlem çerçevesi kabul ediyoruz.) roketteki ikiz böyle kalmamıştır. Uzay gemisi kalkışında, gezegen çevresinde dönüşünde ve Dünya’ya inişinde ivmeli hareket yapmıştır. Roket gemisindeki ikiz, eylemli bir gözlem çerçevesindedir. Dolayısıyla fiziksel koşullar iki gözlem çerçevesinde farklıdır. Roketteki ikiz ivmelenme sırasında Dünya saatinin hızlandığını ve Dünya’ya döndüğünde kardeşinin kendinden daha yaşlı olduğunu görür.

5.1.4. KÜTLE-ENERJİ EŞDEĞERLİĞİ

4. Ünite’de kütle-enerji eşdeğerliğini öğrenmiştiniz. Günlük yaşamdaki süratlerde kütle ve eylemsizlik eş değerken deneyler çok yüksek süratlerde bir nesnenin ya da sistemin kütlesinin aynı kalmasına karşılık eylemsizliğinin arttığını göstermektedir. Örneğin (0,8)c süratiyle giden bir elektronu hızlandırmak, durgun hâldekine oranla çok daha zordur (Süratin kozmik üst sınırının c olduğunu hatırlayın.). Yüksek süratlerde kinetik enerji -1m-v2den farklı bir ifadeyle verilir.

Bir nesne ya da sistem için iç enerji cisim ya da sistemin atom altı parçacıklarının durumunun nicel bir ölçüsüdür. Kütle, fiziksel varlığı olan (maddeden yapılmış) parçacık ve nesnelerle bağdaştırdığımız bir özelliktir. İç enerji ve kütle birbiriyle orantılıdır. Parçacıklar sisteminin durumu değişirse iç enerjisi ve kütlesi de değişir. Örneğin bir nükleer füzyon tepkimesinde kütle kaybına karşılık ışıma enerjisi açığa çıkar.

Cevap: Bu sayfada soru bulunmamaktadır.

12. Sınıf Yıldırım Yayınları Fizik Ders Kitabı Sayfa 198 ile ilgili aşağıda bulunan emojileri kullanarak duygularınızı belirtebilir aynı zamanda sosyal medyada paylaşarak bizlere katkıda bulunabilirsiniz.