Dünyanın Dönmesinin Yerçekimi Alan Şiddetine Etkisi

Dünyanın Dönmesinin Yerçekimi Alan Şiddetine Etkisi;

Dünya’mız kendi ekseni çevresinde 24 saatte bir tur atar. Yerin yarıçapını yuvarlak 6400 kilometre alırsak, ekvator üzerindeki bir noktanın çizgisel hızı yaklaşık 460 metre/saniye dir. Yani ekvator üzerindeki bir noktanın dönüş hızı, ses hızının yaklaşık 1,5 katıdır. Bu hızlı dönüşten dolayı ortaya çıkan merkezkaç kuvveti, yerçekimi şiddetini azaltıcı etki yapar. Yeryüzündeki noktalar, dönme eksenine farklı uzaklıklarda bulunduğundan dönmenin yerçekimine etkisi, noktadan noktaya değişik olur. Şimdi bu etkiyi saptamaya çalışalım :
Kütlesi m olan bir cisim, Şekildeki gibi, ekvator düzlemiyle e açısı yapan bir konumda bulunsun. Bu 9 açısına enlem açısı denir. Cismin eksen çevresinde dönme yarıçapı r dir. Cisme, dönmeden dolayı etkiyen merkezkaç kuvvet r nin doğrultusunda, dışa doğru ve m ω² r dir. Bu kuvveti şekildeki gibi dik bileşenlerine ayırırsak, m ω² r CosΘ bileşeni mg ye ters yönde olduğundan, ağırlığı azaltıcı etki yapar. Bu durumda cismin ağırlığı,

$\displaystyle mg-m{{\omega }^{2}}rCos\theta$
değerinde olur. Bu yeni ağırlığa mg’ dersek,
$\displaystyle m{{g}^{'}}=mg-m{{\omega }^{2}}rCos\theta$
$\displaystyle m{{g}^{'}}=mg-m{{\omega }^{2}}rCos\theta$
elde edilir. Şekildeki geometrik durumdan dolayı r=R.Cos Θ yazılırsa,

$\displaystyle {{g}^{'}}=g-{{\omega }^{2}}RCo{{s}^{2}}\theta$

olur. Görülüyor ki yerçekimi ivmesi, cismin yeryüzünde bulunduğu enleme göre değişmektedir. Ayrıca yerküre tam bir küre olmayıp kutuplarda basık oldğundan R de enleme göre değişir.

Sonuç olarak şunu diyebiliriz : Yerçekimi ivmesi ya da alan şiddeti; hem Dünya’nın dönmesi hem de yürkürenin basıklığı nedeniyle, enleme göre değişmektedir. Ekvatordaki cisimler, dönüş hareketinden maksimum etkilendikleri halde kutuplardaki cisimler dönüşten hiç etkilenmezler. Üstelik kutup noktaları yer merkezine daha yakın olduğundan, ekvatordan kutuplara gidildikçe cisimlerin ağırlığı artar.