Dünya Dönüşünün Tersine Giden Uçaklar, Neden Daha Hızlı Gitmiyor?
Düz dünyayı savunanların beyin yakan argümanlarından bir tanesidir.Eğer Dünya, kendi rotasında (yani saat yönünün tersi) 1180 km/h hızla dönüyorsa ve biz tersine giden bir uçaktaysak, hedefimize daha hızlı mı ulaşmalıyız? Bu sorunun cevabı elbette "hayır". Bunun sebebi ise içinde bulunduğumuz uçağın da Dünya'nın hareketinden etkileniyor olması.Ve atmosferinde dünya ile beraber dönüyor olması.Atmosferi devreden çıkarırsakta böyle birşeyi tartışamayız çünkü atmosfer olmadan uçak hareket edemez. Uçak hızı uzaya göre değil yeryüzüne göre belirleniyor. Uçak uzaya çıkmadığı sürece yeryüzüne göre belirlenen hızla gider.Newton'un evrensel çekim kanununa[kaynak] göre, her bir noktasal kütle diğer noktasal kütleyi, ikisini birleştiren bir çizgi doğrultusundaki bir kuvvet ile çeker.Bu kuvvet bu iki kütlenin çarpımıyla doğru orantılı, aralarındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır. Dolayısıyla dünya dönerken uzaya çıksanız bile dünya ile aynı hızda olmasa bile dönmeye devam edersiniz. Uyduların birçoğu sabit yörüngede olanlar bu çekim kanunu avantajından yararlanarak yörüngede kalmaktadır.
Dünya 1180 km/h hızla doğuya doğru dönerken, Dünya üzerinde bulunan her şey onunla beraber, hatta daha hızlı (1670 km/h) dönüyor; hava dahil. Yani bir uçağın hızını hesaplarken bu hızı da dahil etmemiz gerekiyor. Küçük bir örnek verecek olursak, 200 km/h hızla ilerleyen bir uçak doğuya doğru gittiğinde 1670+200=1870 km/h hızla giderken; batıya gidildiğinde 1670-200=1470 km/h hızlarıyla gitmiş oluyor.
Mantık yürütecek olursak Dünyanın ekvator üzerinde dönüş hızı 1667 km/h dir. Türkiyenin üzerinde bulunduğu 40. paralelde dönüş hızı 1112 km/s dir. Bu sürat hiç bir yolcu uçağının ulaşamayacağı (concorde hariç) bir sürattir.Zira böyle olsaydı hiç bir yolcu uçağının batıya gidememesi gerekirdi.
Bu durum, batıya gitmek isterken bile mecburen doğuya gidildiğini ortaya koyuyor. Atmosferdeki rüzgarların da etkisini de göze aldığımızda, uçakların seyahat sürelerinin Dünya'nın dönüşünden etkilendiğini görüyoruz.
Uzun uçuşlarda gidiş ve geliş saati neden farklıdır ?
Özellikle uzun mesafeli uçuşlar yapılırken daha da fazla hissedilen, gidiş ve geliş uçuş sürelerinin birbirinden farklı olmasının sebebini sorduğunuzda genellikle turizm acentaları görevlileri “Dünyanın dönüş yönünün tersine uçtuğunuz için” gibi yanıtlar verirler.
Bu yanlış düşünceye göre, dünyanın deniz seviyesindeki dönüş hızı ile, mesela deniz seviyesinden 10 bin metre yükseklikteki dönüş hızı birbirinden farklıdır.
Bu yüzden de uçaklar batıya doğru giderken, doğruya doğru olan seferlere nispeten daha fazla süreye ihtiyaç duyar.
Oysa bu mantık doğru olsa, batıya doğru olan seferlerin daha kısa sürmesi gerekir. Zira dünya, batıdan doğuya doğru dönmektedir.
Ancak uzun uçuşlarda gidiş ve geliş saatinin birbirinden farklı olmasının nedeni aslında bu değildir. Ve böyle bir açıklama son derece yanlış bir bilgilendirmedir.
Dünya dönerken etrafını saran havayı da kendisiyle beraber döndürür. Peki o zaman nasıl oluyor da uzun uçuşlarda gidiş ve geliş saati fark ediyor ? Bu sorunun yanıtı atmosferdeki rüzgar akımları ile alakalıdır.
Uçaklar hareketleri için havadan kuvvet alırlar. Şayet dünyada rüzgâr olmasaydı, rüzgârsız bir havada değişik yönlere giden aynı tipte iki uçağın bir saatte kat edeceği mesafe aynı olurdu. Ancak rüzgârlı havalarda bu durum elbette değişmektedir. Eğer havaya göre aynı hızla giden uçakları düşünürseniz, (bu her uçak aynı yakıtı harcıyor demektir) rüzgârla aynı yönde giden uçak yere göre daha hızlı gidiyordur ; çünkü hem uçak havaya göre belli bir mesafe kat eder, hem de rüzgâr havayı ve içindeki uçağı bir miktar ileriye taşır. Ama uçak, rüzgâra karşı uçuyorsa bu uçak diğer uçağa göre daha yavaştır. Basit bir örnek ile açıklamak gerekirse ; eğer İstanbul’dan Antalya’ya doğru kuvvetli bir rüzgâr esiyorsa, İstanbul-Antalya uçuşu daha kısa, Antalya-İstanbul uçuşu daha uzun sürer.
Jet Stream etkeni
Atmosferde, özellikle uzun uçuşlarda gidiş ve geliş saatini önemli ölçüde etkileyen, jet stream[kaynak] adıyla anılan ve yerden 10-30 km yukarıdan esen güçlü hava akımları vardır. Bu hava akımları sürekli aynı yönde, batıdan doğuya doğru ve saatte 100 ila 400 km hızlarda eserler. Dünya yüzeyinden hissedilmeyen jet stream akımları ilk defa 2. dünya savaşı sırasında bombardıman uçakları tarafından keşfedilmiştir.
Yüksek hızlı rüzgâr akımlarının sivil havacılıkta kullanımı ilk olarak bundan 63 yıl önce gerçekleşti.
18 Kasım 1952 tarihinde, Tokyo – Honolulu seferini yapmakta olan bir Pan Am uçağı, 7.600 metre yükseklikte içerisine girdiği bir jet stream sayesinde, toplam uçuş süresini 18 saatten 11,5 saate indirmeyi başarmıştır.
Zaten Jet Stream’in etkisini, uçak içindeki bilgilendirme ekranlarında da net bir biçimde görebilirsiniz.
Uçuş sırasında öyle bir an gelir ki, hava hızı, yani uçağın havaya göre olan hızı 900 km/s iken, yer hızı, yani uçağın yere göre olan hızı 1.088 km/s gibi seviyeye yükselebilir ve toplam uçuş süresini ciddi bir oranda etkileyebilir.[kaynak]
Yolcu uçaklarının rüzgâra ters yönde gitmemek gibi bir alternatifleri yoktur. Uluslararası kurallar gereği uçaklar daha önceden belirlenmiş hava yollarını kullanabilirler ve ancak belli yüksekliklerde uçabilirler. Bu nedenle jet stream hava akımına karşı uçan uçaklar da var. Yani eğer uçuş rotanız bu hava akımlarına denk geliyorsa yolculuk süreniz de bu rüzgârın hızına bağlı olarak uzayıp kısalmaktadır.
Tamamen rüzgarsız bir rota bulunursa hiçbirşey farketmez. Gidiş dönül tamamen eşittir.
Uçakların gidiş dönüş farklı sürelerde gitmesi için yani dünya dönüş hızından etkilenerek hareket etmeleri için atmosferin dışında uçuyor yani tamamen dünya dışında uçuyor olmaları gerekir.
Sonuç olarak,
A noktasında bir helikopter havalansın ve 10 saat hareketsiz kalsın, dünyanın helikopterin bulunduğu paraleldeki dönüş hızı çarpı 8 saat kadar doğuda bulması gerekir kendini ki helikopter havalanıp sadece havada kalma hareketi yaptığından 10 saat sonra da hala tam havalandığı yerin üstünde durduğunu göreceğimize göre bu imkansızdır.
Dünyanın dönüş bağıl hızı en yüksek ekvatorda olur zira en büyük çap oradadır. Ekvatorda kalkan bir helikopter 24 saat havada kaldığında dünya turu atmış olurdu, ister ekvatorda ister başka paralelde olsun ki bu da mümkün değil.
Çünkü atmosterde uçan araçlar hareketini dünya ile aynı hızda dönen (rüzgarsız durumda) atmosterden güç alarak yapmaktalar.
Bir sinek en yüksek hızı 50km/s ise, tamamen camları kapalı bir yarış otomobili 350km/sa hızla giderken içinde ileri geri uçabiliyorsa bu onun araç içindeki havaya göre bağıl hareket etmesindendir. Araç dışındaki atmosfere göre değil.
MinutePhysics tarafından hazırlanan video, konuyu tüm detaylarıyla açıklığa kavuşturuyor. Türkçe altyazı ile videoyu aşağıdan izleyebilirsiniz.
Kaynaklar
1.Video-MinutePhysic-https://www.youtube.com/watch?v=3gNkgj9h2oM
2.https://en.wikipedia.org/wiki/Jet_stream
3.https://tr.wikipedia.org/wiki/Newton%27un_evrensel_k%C3%BCtle_%C3%A7ekim_yasas%C4%B1
4.https://www.havayolu101.com/2015/12/03/ucaklar-doguya-dogru-ucarken-neden-daha-hizli-gidiyor/
