Son zamanlarda Thomas Samuel Kuhn’un Bilimsel Devrimlerin Yapısı adlı kitabını okuyorum. Biliyorum biraz geç bir okuma ama zararın neresinden dönersek kârdır. Kuhn, bilimin paradigma kayması adı verilen süreçlerle sıçradığını ve ara zamanlardaysa olağan bilimin hüküm sürdüğünden bahseder. Kitabı tavsiye etmekle beraber kitap hakkında bu kadar bahis yeterli. Şimdi, Atwood Makinesi’nin anlamı üzerine yazdığım bu yazıya sebebiyet veren, kitabın 101. sayfasındaki şu alıntıya bir göz atalım:
“… ilk olarak Principia’nın [Isaac Newton’un esas eseri] yazılışından bir asır sonra icat edilen ve Newton’un ikinci hareket yasasını ilk kez tartışmasız şekilde kanıtlayabilen Atwood’un makinesi …”
Üniversite lisans fizik öğretimi yapısı gereği dogmatik olduğundan, fakat laboratuvar deneyleri üzerine yeterince düşünüldüğünde bu dogmatizmin ortadan kalkabildiğinden daha önceki bir yazımda bahsetmiştim (bkz. Bilimsel ilerleme zinciri ve güven). Atwood makinesi de yine dogmatizmi ortadan kaldıran deneylerden biri.
Atwood makinesi
Atwood makinesi ağırlığı ihmal edilebilecek ve esnek olmayan bir iple, kütlesi ve sürtünmesi ihmal edilebilecek bir makara üzerinden birbirine bağlı, kütlesi farklı iki cisimden oluşan bir sistemdir.
Yerçekimi ivmesi, serbest düşen bir cismin yere düşme zamanı ölçülerek bulunabilir. Bunu aklımızda tutalım. Öte yandan Newton’un 2. hareket yasası, cisim üzerine uygulanan net kuvveti cismin ivmesi (hızın zamana göre değişim miktarı) ile ilişkilendirir.
Atwood makinesinde iki cisme de kütleçekimi kuvveti uygulanır Dünya tarafından. Buradan Newton’un 2. hareket yasası kullanılarak sistemin ivmesi, cisimlerin kütleleri ve yerçekimi ivmesi kullanılarak hesaplanabilir. Yerçekimi ivmesini zaten hesaplayabiliyorduk (esasen 2. hareket kanununu kullanarak). Dolayısıyla sistemin ivmesi de ölçülebildiği için Atwood makinesi Newton’un 2. Hareket Yasası için bir nevi test düzeneği olarak görülebilir.
Üniversite 1. sınıflar için verilen fizik derslerinin laboratuvarlarında kolaylıkla görülebilecek bir deney düzeneğinin (Atwood makinesinin) Newton’un kuramını test etmek için böylesi bir önemli cihaz olabileceği, laboratuvarlarda deney verilerini doldurmakla ve raporu hazırlamakla zamanını harcayan öğrencilere hatırlatmanın önemli olduğu kanaatindeyim.
İleri okuma ve kaynakça
- Thomas Samuel Kuhn. “Bilimsel Devrimlerin Yapısı.” Kırmızı yayınları. 2018.
- Furkan Semih Dündar. “Bilimsel ilerleme zinciri ve güven.” Bilim ve Ütopya Portalı, Nisan 2019. https://www.bilimveutopya.com.tr/makale/bilimsel-ilerleme-zinciri-ve-guven