ürtünme kuvvetinin büyüklüğünü etkileyen faktörler ve hareketi başlatma ile devam ettirme sürtünme kuvveti gibi alt başlıklar da ele alınıyor
Vektörler, büyüklüğü ve yönü olan fiziksel niceliklerdir. Vektörler, uç uca eklenerek veya çıkarılarak toplanabilir ve çıkarılabilir.
İki vektörün toplamı, vektörlerin uç uca eklenmesiyle elde edilir. Vektörlerin toplamının büyüklüğü, vektörlerin büyüklüklerinin karelerinin toplamının kareköküdür. Vektörlerin toplamının yönü, vektörlerin yönlerinin arasındaki açıya bağlıdır.
Vektörlerin toplanması, paralelkenar yöntemiyle de yapılabilir. Paralelkenar yönteminde, vektörler, uç uca eklenmeden önce, başlangıç noktaları aynı olacak şekilde paralelkenarın iki kenarına yerleştirilir. Paralelkenarın köşegenleri, vektörlerin toplamını verir.
İki vektörün farkı, vektörlerden birinin tersinin diğerine eklenmesiyle elde edilir. Vektörlerin farkının büyüklüğü, vektörlerin büyüklüklerinin karelerinin toplamının kareköküdür. Vektörlerin farkının yönü, vektörlerin yönlerinin arasındaki açıya bağlıdır.
Vektörlerin çıkarılması, paralelkenar yöntemiyle de yapılabilir. Paralelkenar yönteminde, vektörler, uç uca eklenmeden önce, başlangıç noktaları aynı olacak şekilde paralelkenarın iki kenarına yerleştirilir. Paralelkenarın köşegenlerinden biri, vektörlerin farkını verir.
Vektörlerin toplanması ve çıkarılması, fizikte ve matematikte yaygın olarak kullanılan işlemlerdir. Bu işlemler, kuvvet, ivme, hız, momentum gibi fiziksel niceliklerin hesaplanmasında kullanılır.
Vektörlerin bileşenleri, bir vektörün x ve y eksenleri üzerindeki izdüşümleridir. Bir vektörün bileşenleri, vektörün büyüklüğü ve açısı kullanılarak hesaplanabilir.
Bir vektörün bileşenleri, vektörün büyüklüğü ve açısı kullanılarak hesaplanabilir. Örneğin, büyüklüğü A olan ve açısı θ olan bir vektörün x bileşeni Ax, y bileşeni ise Ay olarak hesaplanır:
Bu bağıntılar, Pisagor teoremi kullanılarak elde edilebilir. Örneğin, Ax ve Ay'ın karelerinin toplamı, A'nın karesi ile eşit olacaktır:
Vektörlerin bileşenleri, birçok fiziksel problemde kullanılır. Örneğin, bir cismin ivmesinin bileşenleri, cismin hızındaki değişimin bileşenleridir. Ayrıca, bir cismin kuvvetlerinin bileşenleri, cismin ivmesinin bileşenlerini belirler.
Vektörlerin bileşenleri, vektörlerin daha iyi anlaşılması ve kullanılması için önemlidir. Bir vektörün bileşenleri, vektörün büyüklüğü ve açısı kullanılarak hesaplanabilir ve birçok fiziksel problemde kullanılır.
Bağıl hareket, hareket eden bir gözlemciye göre diğer hareket eden cisimlerin hareketinin tanımlanmasıdır. Farklı referans sistemlerinde (hız, yer değiştirme gibi fiziksel büyüklüklerin tanımlanabilmesi için gözlem yapılan yer) bulunan gözlemciler, aynı hareketin farklı tanımlarını yapabilirler.
Aynı yönde sabit hızla hareket eden sistemlerde bulunan gözlemciler birbirlerinin hızlarını sahip oldukları hızlardan farklı görebilir. Bunun sebebi her birinin referans sisteminin farklı olmasıdır.
Hareketli bir ortamda sabit hızla hareket eden bir cismin bağıl hızı, ortamın hızı ile cismin hızının vektörel farkı olarak hesaplanabilir.
Bağıl hareket, hareket eden cisimlerin hareketlerinin tanımlanmasında önemli bir kavramdır. Bağıl hız, hareket eden bir gözlemciye göre diğer hareket eden cisimlerin hareketinin tanımlanmasında kullanılır.
Kaynaklar:Hareket halinde olan bir ortamda, yolculara göre hızları ile kıyıdaki gözlemciye göre hızları farklıdır. Bu durum, hareketli ortamlardaki cisimlerin hareketinin farklı gözlem çerçevelerine göre farklı yorumlanabileceğini göstermektedir.
Birden fazla hareketin etkisindeki cisimlerin yaptığı bu tür hareketlere bileşik hareket denir. Birden fazla hareketin etkisiyle bir cismin yere göre hızı, cismi etkileyen hızların vektörel olarak toplanmasıyla bulunur.
Gözlemci | Hız |
---|---|
Gemiye göre | yolcunun yürüme hızı (Vg) |
Suya göre | yürüme hızı + geminin durugun sudaki hızı (Vsu) |
Yere göre | yürüme hızı + geminin durugun sudaki hızı + akıntının hızı (Vyer) |
Akıntı hızı sabit 2 m/s olan nehirdeki bir tekne, su içerisinde duran bir gözlemciye göre (suya göre) akıntıyla aynı yönde 5 m/s’lik sabit hızla hareket etmektedir. Bu teknenin üzerindeki bir yolcu, tekneyle aynı yönde ve tekneye göre 1 m/s‘lik sabit bir hızla yürümektedir.
Yolcunun yere göre hızı, yürüme hızından dolayı 1 m, teknenin hızından dolayı 5 m, akıntı hızından dolayı 2 m olmak üzere Vyer = Vyolcu + Vtekne + Vakıntı = 1 + 5 + 2 = 8 m/s olur.
Teknenin yere göre hızı da hından dolayı 5 m, akıntı hızından dolayı 2 m olmak üzere Vtekne = Vtekne + Vakıntı = 5 + 2 = 7 m/s olur.
Hareketli ortamlardaki cisimlerin hareketinin yorumlanması, farklı gözlem çerçevelerine göre farklı sonuçlar ortaya çıkarabilir. Bu nedenle, hareketli ortamlarda cisimlerin hareketlerini incelerken, gözlem çerçevesini dikkatlice seçmek ve hareketin bileşenlerini vektörel olarak toplamak gerekir.
YouTube videosu: https://www.youtube.com/watch?v=04hD1XYsR74 Diğer kaynaklar: Khan Academy: Hareketin Grafiklerle ve Denklemlerle Açıklanması Physics Classroom: Yer Değiştirme, Hız ve SüratNewton'ın Hareket Yasaları, cisimlerin hareket özelliklerini inceleyen temel yasalarıdır. Yasalar, cisimlere etkiyen kuvvetlerin cisimlerin hareketini nasıl etkilediğini açıklar.
Newton'ın Birinci Hareket Yasası, cisimlere etkiyen net kuvvet sıfır ise cisim durgunsa durgun kalır, hareketli ise sabit hızla hareketine devam eder.
Newton'ın İkinci Hareket Yasası, bir cisme etkiyen net kuvvet sıfırdan farklı ise cisim net kuvvet yönünde ivme kazanır.
Cismin ivmesi, F = m.a formülü ile hesaplanır.
Newton'ın Üçüncü Hareket Yasası, bir cisim ikinci cisme dik bir kuvvet uyguladığında, ikinci cisim de birinci cisme eşit büyüklükte ve zıt yönde bir kuvvet uygular.
Bu yasa, kuvvetlerin etkileşimliliğini ve eşitliğini vurgular.
Bir cisme etkiyen kütle çekim kuvvetine ağırlık adı verilir ve ağırlığın yönü yerin merkezine doğrudur.
Bir cisim bir yüzeye veya başka bir cisme temas ettiğinde, temas yüzeyi veya cisim tarafından cisme uygulanan kuvvete tepki kuvveti denir.
Esnek bir cisim (örneğin, ip, halat, yay) gerildiğinde, cismin uçlarına uygulanan kuvvetlere gerilme kuvveti denir.
Katı yüzeyler arasındaki temas nedeniyle oluşan ve hareket yönüne zıt yönde etki eden kuvvete sürtünme kuvveti denir.
Ek kaynaklar: Newton'ın Hareket Yasaları hakkında Khan Academy videosu Newton'ın Hareket Yasaları hakkında Britannica Ansiklopedisi sayfası Newton'ın Hareket Yasaları ve Basit Makineler hakkında PhysicsClassroom sayfasıSürtünme kuvveti, birbirine temas eden yüzeyler arasında, yüzeylere paralel doğrultuda oluşan ve hareketi zorlaştıran bir kuvvettir ve iki yüzeye de etki eder. Cisim hareket hâlinde iken yüzeyde oluşan sürtünme kuvveti cismin hareket yönüne ters yöndedir. Cisme hareket ettirilmek istenilen yönde uygulanan kuvvet, cismi harekete geçirememişse sürtünme kuvve- tiyle dengelenmiştir. Bu durumda hareket ettirilmek istenen doğrultudaki kuvvet ile sürtünme kuvveti eşit büyüklükte olur. Kuvvet arttırıldığında dengeleyici olan sürtünme kuvveti de artar. Cisim harekete geçtiği anda sürtünme kuvveti en büyük değerine ulaşır.
Sürtünme kuvvetinin büyüklüğü, birbirine temas eden yüzeylerin cinsine, yüzeyin pürüzlülüğüne ve temas yüzeyinin büyüklüğüne bağlıdır. Yüzeyin cinsine bağlı olarak değişen sürtünme katsayısı k ve yüzeyin cisme uyguladığı tepki kuvveti N ise sür- tünme kuvvetinin büyüklüğü,
FS = k . N bağıntısıyla bulunur.
Hareketsiz cismi hareket ettirmek için uygulanması gereken kuvvete hareket başlatma sürtünme kuvveti denir.
Hareketli cismin hareketini durdurmak için uygulanması gereken kuvvete hareketin devam ettirilmesi sürtünme kuvveti denir.
Sürtünme kuvveti, günlük hayatımızda birçok alanda önemli bir rol oynar. Örneğin, araçların hareket edebilmesi, insanların yürüyebilmesi, kalemlerin veya fırçaların bir yüzey üzerinde hareket edebilmesi gibi birçok olayda sürtünme kuvveti etkilidir. Ancak, sürtünme kuvveti aynı zamanda enerji kaybına neden olur ve bu nedenle bazı durumlarda zararlı olabilir.
Kuvvet, bir cisme ivme kazandıran etkidir.
Newton'ın hareket yasaları, hareket halindeki cisimlerin davranışlarını açıklar.
Bir cisim, üzerine net bir kuvvet etki etmediği sürece sabit hızla hareket eder veya hareketsiz kalır.
Bir cisme etki eden net kuvvet, kütlesiyle ivmesinin çarpımına eşittir.
İki cisim arasında etkileşim varsa, bu etkileşim her iki cisim tarafından eşit büyüklükte ve zıt yönde hissedilir.
Sürtünme kuvveti, iki yüzeyin birbirine temas etmesi sonucu oluşan bir direnç kuvvetidir.
Statik sürtünme kuvveti, hareketsiz duran bir cismin hareket etmesini önleyen sürtünme kuvvetidir.
Kinetik sürtünme kuvveti, hareket halindeki bir cismin hareketini yavaşlatan sürtünme kuvvetidir.
Eğimli düzlem, yatay düzleme göre eğimli bir yüzeydir.
Eğimli düzlemde hareket eden bir cisim, ağırlığı, eğimin açısı ve sürtünme kuvveti gibi faktörlerden etkilenir.
Hareketli kasnak sistemleri, kasnakların hareketli olduğu kasnak sistemleridir.
Hareketli kasnak sistemleri, kuvveti çoğaltır ve iş yapmayı kolaylaştırır.
Hareketli kasnak sistemleri, inşaat, taşımacılık ve madencilik gibi birçok alanda kullanılır.
Net kuvvet etkisindeki bir cisim, ivmeli hareket eder.
Kuvvet ve hareket, fiziğin temel kavramlarından ikisidir. Bu kavramlar, günlük hayatta karşılaştığımız birçok olayı açıklamak için kullanılır.
Kaynaklar: * [Fizik Ders Notları](https://www.meb.gov.tr/meb_iys_dosyalar/2019_03/27181655_fizik_ders_notlari_11_sinif_2019.pdf) * [Kuvvet ve Hareket Animasyonları](https://www.khanacademy.org/science/physics/forces-and-newton-s-laws/force-and-motion-tutorial/v/force-and-motion-animations) * [Hareketli Kasnak Sistemleri Videosu](https://www.youtube.com/watch?v=s627k7kR32g)Kuvvet ve hareket, fizikte önemli iki kavramdır. Kuvvet, bir nesneye etki eden ve onu hareket ettirme veya durdurma eğiliminde olan bir etkidir. Hareket ise, bir nesnenin konumunun zaman içinde değişmesidir.
Newton'ın hareket yasaları, kuvvet ve hareket arasındaki ilişkiyi açıklayan üç yasadır. Bu yasalar şunlardır:
Sürtünme, iki nesnenin temas yüzeylerinde meydana gelen bir kuvvettir. Sürtünme, nesnelerin hareketini zorlaştırır ve ısı üretir. Sürtünmenin büyüklüğü, temas yüzeylerinin pürüzlülüğüne ve temas eden nesnelerin ağırlığına bağlıdır.
İp gerilimi, bir ipe uygulanan kuvvettir. İp gerilimi, ipin esnekliğini korumasını sağlar ve ipin kopmasını önler. İp geriliminin büyüklüğü, ipe uygulanan kuvvete ve ipin uzunluğuna bağlıdır.
Kuvvet ve hareket, fizikte önemli iki kavramdır. Newton'ın hareket yasaları, kuvvet ve hareket arasındaki ilişkiyi açıklar. Sürtünme, iki nesnenin temas yüzeylerinde meydana gelen bir kuvvettir ve nesnelerin hareketini zorlaştırır. İp gerilimi, bir ipe uygulanan kuvvettir ve ipin esnekliğini korumasını sağlar.
Hareket nesnelerin yer değiştirmesi anlamına gelir. Yer değiştirme, bir nesnenin belirli bir referans noktasına göre konumunun zaman içindeki değişimidir. Cismin yer değiştirmesi sıfır ise, cisim hareket etmemiş demektir.
Hız, bir nesnenin konumunun zaman içindeki değişim oranıdır. Formülü, hız = yer değiştirme / zaman'dır. Hız, metre/saniye (m/s) cinsinden ölçülür.
İvme, bir nesnenin hızının zaman içindeki değişim oranıdır. Formülü, ivme = son hız - başlangıç hızı / zaman'dır. İvme, metre/saniye kare (m/s2) cinsinden ölçülür.
Newton'ın hareket yasaları, hareketin temel yasalarıdır. Bu yasalar, cisimlerin hareketini ve hareketlerine etki eden kuvvetleri açıklar.
Kuvvet ve hareket, günlük hayatımızın her alanında karşılaştığımız temel fiziksel kavramlardır. Bu kavramları anlamak, dünyamızı ve evreni daha iyi anlamamızı sağlar.
Konuyla ilgili video için tıklayınız.
https://www.youtube.com/watch?v=dQw4w9WgXcQNewton'un Hareket Yasaları, cisimlerin hareketini ve kuvvetlerin cisimler üzerindeki etkilerini açıklayan temel fizik yasalarıdır. Bu yasalar, İngiliz fizikçi Sir Isaac Newton tarafından 1687 yılında yayınlanan Principia Mathematica adlı eserinde ortaya konmuştur. Newton'un Hareket Yasaları şunlardır:
Eylemsizlik Yasası, bir cisme etkiyen net kuvvet sıfır ise o cismin hareket durumunun değişmeyeceğini belirtir. Bu, durmakta olan bir cismin kendi kendine hareket etmeyeceğini veya hareket halindeki bir cismin kendi kendine durmayacağını veya hızını değiştirmeyeceğini anlamına gelir.
Hareket Yasası, bir cisme etki eden net kuvvetin büyüklüğü, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşit olduğunu belirtir. Yani, F = m.a formülüyle ifade edilir. Bu, daha büyük bir kütleye sahip bir cismin daha fazla net kuvvete ihtiyaç duyacağı ve daha küçük bir kütleye sahip bir cismin daha az net kuvvete ihtiyaç duyacağı anlamına gelir.
Etki Tepki Yasası, bir cismin başka bir cisme uyguladığı kuvvetin, o cismin o cisme uyguladığı kuvvetin eşit büyüklükte ancak zıt yönde olduğunu belirtir. Bu, bir cismin başka bir cisme uyguladığı kuvvetin, o cismin o cisme uyguladığı kuvvet tarafından dengelenmesi anlamına gelir.
Newton'un Hareket Yasaları, fizik dünyasının anlaşılmasında temel bir öneme sahiptir. Bu yasalar, cisimlerin hareketini açıklamada ve kuvvetlerin cisimler üzerindeki etkilerini hesaplamada kullanılır.
Bir boyutta sabit ivmeli hareket, cismin ivmesinin sabit olduğu doğrusal harekettir. Bu tür hareket, düzgün hızlanan doğrusal hareket ve düzgün yavaşlayan doğrusal hareket olmak üzere ikiye ayrılır.
Düzgün hızlanan doğrusal hareket, cismin ivmesinin pozitif olduğu doğrusal harekettir. Bu tür hareket, cismin hızının zamanla arttığı anlamına gelir.
V = V0 + a . t
x = V0 . t + (1/2) . a . t2
V2 = V02 + 2 . a . x
Düzgün yavaşlayan doğrusal hareket, cismin ivmesinin negatif olduğu doğrusal harekettir. Bu tür hareket, cismin hızının zamanla azaldığı anlamına gelir.
V = V0 - a . t
x = V0 . t - (1/2) . a . t2
V2 = V02 - 2 . a . x
Bir boyutta sabit ivmeli hareket, cismin ivmesinin sabit olduğu doğrusal harekettir. Bu tür hareket, düzgün hızlanan doğrusal hareket ve düzgün yavaşlayan doğrusal hareket olmak üzere ikiye ayrılır. Bu hareketlerin hız, yer değiştirme ve ivme denklemleri farklılık göstermektedir.
Bir Boyutta Sabit İvmeli Hareket One-Dimensional KinematicsBu konu, kuvvet ve hareket arasındaki ilişkiyi açıklar. Cisimlerin hareketinin nedenlerini ve hareketlerini nasıl kontrol edebileceğimizi anlamamıza yardımcı olur. Kuvvet ve hareket, günlük hayatımızda önemli bir rol oynar. Örneğin, bir arabayı sürmek, bir kitabı kaldırmak veya bir topu atmak gibi günlük aktivitelerimizde kuvvet ve hareket kavramları yer alır.
Hareket, bir cismin yer değiştirmesidir. Hız ise, bir cismin yer değiştirme miktarının geçen zamana bölümü ile bulunur. Yani hız = mesafe/zaman formülünden hesaplanabilir. Hız, bir cismin hareketinin ne kadar hızlı olduğunu gösterir. Bir cismin hızı sabitse, cisim düzgün doğrusal hareket yapıyor demektir.
İvme, bir cismin hızının zamanla nasıl değiştiğini gösterir. İvme = (son hız - başlangıç hızı)/zaman formülünden hesaplanabilir. İvme, bir cismin hareketinin ne kadar hızlı değiştiğini gösterir. Bir cismin ivmesi pozitifse, cismin hızı artıyor demektir. Bir cismin ivmesi negatifse, cismin hızı azalıyor demektir.
Hareket denklemleri, bir cismin hareketini tanımlamak için kullanılan denklemlerdir. Bu denklemler, bir cismin hızını, ivmesini, yerini ve zamanını ilişkilendirir.
- x = x0 + V0t + (1/2)at^2 (Sabit Hızlı Düzgün Doğrusal Hareket Denklemi) - V = V0 + at (Sabit İvmeli Düzgün Doğrusal Hareket Denklemi) - a = (V - V0)/t (İvme Denklemi) - V^2 = V0^2 + 2a(x - x0) (Düzgün Hızlanan/Yavaşlayan Hareket Denklemi)
Kuvvet, bir cisme ivme kazandıran etkiye verilen isimdir. Kuvvet, bir cismin hareketini başlatabilir, durdurabilir veya hızını değiştirebilir. Kuvvet, bir cismin kütlesi ve ivmesinin çarpımı ile bulunur. Yani kuvvet = kütle * ivme formülünden hesaplanabilir.
Newton'un hareket kanunları, kuvvet ve hareket arasındaki ilişkiyi açıklayan üç fizik yasasıdır. Bu kanunlar, bir cismin hareketinin nasıl kuvvetler tarafından etkilediğini açıklar.
İş, bir kuvvetin bir cisim üzerinde hareket yönünde yaptığı etkidir. İş, kuvvetin büyüklüğü, cismin yer değiştirme miktarı ve bu ikisinin arasındaki açının kosinüsü ile bulunur. Yani iş = kuvvet * mesafe * kos(a) formülünden hesaplanabilir. Enerji ise, bir cismin iş yapma yeteneğidir. Enerji, birçok farklı biçimde olabilir. Örneğin, hareket enerjisi, bir cismin hareket etme yeteneğidir. Potansiyel enerji ise, bir cismin konumundan dolayı sahip olduğu enerjidir.
Güç, bir işin birim zamandaki değişim miktarıdır. Güç = iş/zaman formülünden hesaplanabilir. Güç, bir cismin ne kadar hızlı iş yaptığı veya enerji harcadığını gösterir.
Momentum, bir cismin kütlesi ve hızının çarpımı ile bulunur. Yani momentum = kütle * hız formülünden hesaplanabilir. Momentum, bir cismin hareket halindeyken sahip olduğu özellikleri belirler. Örneğin, bir cismin momentumu ne kadar büyükse, o kadar zor durdurulur.
Kuvvet ve hareket, günlük hayatımızda önemli bir rol oynayan iki kavramdır. Bu kavramları anlamak, çevremizdeki dünyayı daha iyi anlamamıza ve günlük aktivitelerimizi daha verimli bir şekilde yerine getirmemize yardımcı olur.
Hava direncinin ihmal edildiği ortamda ilk hızsız olarak bırakılan cisimler, yalnız çekim kuvveti etkisinde hareket eder. Bu harekete, serbest düşme hareketi denir. Hava direncinin ihmal edildiği ortamda bir taş ile bir kâğıt bardak aynı yükseklikten aynı anda serbest bırakılırsa eşit çekim ivmesi ile hızlanıp aynı anda yere düşer.
Hız Denklemi | V = g . t |
Yer Değiştirme Denklemi | h = 1/2 g . t^2 |
Zamansız Hız Denklemi | V = 2g . h |
1. 50 metre yükseklikten serbest bırakılan bir cismin yere çarpana kadar geçen süre kaç saniyedir? (g = 10 m/s2 alınız.)
Cevap: t = √(2h/g) = √(2 x 50 m / 10 m/s2) = 3,16 saniye
2. 10 metre yükseklikten serbest bırakılan bir cismin yere çarptığında hızı kaç m/s olur? (g = 10 m/s2 alınız.)
Cevap: V = √(2gh) = √(2 x 10 m/s2 x 10 m) = 14,14 m/s
Hava direnci, akışkan bir ortam içinde hareket eden cisimlere etki eden bir kuvvettir. Hava direnci, cismin hareket yönüne zıt yönde etki eder ve cismin hareketini zorlaştırır.
Hava direnci, hızın karesi ile doğru orantılıdır. Bu nedenle, cisim hızlandıkça hava direnci de artar. Bir süre sonra, hava direnci cismin ağırlığına eşitlenir ve cisim sabit bir hıza ulaşır. Bu hıza limit hız denir.
Hava direnci, günlük hayatımızda önemli bir rol oynamaktadır. Hava direncinin varlığı sayesinde birçok tehlikeden korunuyoruz. Ancak, hava direnci aynı zamanda araçların yakıt tüketimini de artırmaktadır.
Düşey hareket, cisme yalnızca yerçekimi kuvvetinin etki ettiği harekettir. Düşey hareket ikiye ayrılır:
Yukarıdan aşağıya doğru düşey atış hareketinde, cisim, ilk hızından dolayı yukarı doğru hareket eder. Ancak yerçekimi kuvveti, cisme aşağı doğru ivme kazandırır. Bu nedenle cismin hızı yavaşlar ve sonunda sıfır olur. Bu noktaya, cismin en yüksek noktası denir. En yüksek noktadan sonra cisim, yerçekimi kuvvetinin etkisiyle aşağı doğru hızlanarak hareketine devam eder.
Yukarıdan aşağıya doğru düşey atış hareketinin denklemleri şunlardır:
Hız Denklemi | V = V0 - g . t |
---|---|
Yer Değiştirme Denklemi | h = V0 . t - 1/2 . g . t^2 |
Zamansız Hız Denklemi | V^2 = V0^2 - 2 . g . h |
Aşağıdan yukarıya doğru düşey atış hareketinde, cisim ilk hızından dolayı yukarı doğru hareket eder. Ancak yerçekimi kuvveti, cisme aşağı doğru ivme kazandırır. Bu nedenle cismin hızı yavaşlar ve sonunda sıfır olur. Bu noktaya, cismin en yüksek noktası denir. En yüksek noktadan sonra cisim, yerçekimi kuvvetinin etkisiyle aşağı doğru hızlanarak hareketine devam eder.
Aşağıdan yukarıya doğru düşey atış hareketinin denklemleri şunlardır:
Hız Denklemi | V = V0 + g . t |
---|---|
Yer Değiştirme Denklemi | h = V0 . t + 1/2 . g . t^2 |
Zamansız Hız Denklemi | V^2 = V0^2 + 2 . g . h |
Limit hız, bir cismin içinde bulunduğu akışkanda ulaşabileceği en yüksek hızdır. Limit hız, cismin şekline, boyutuna ve akışkanın yoğunluğuna bağlıdır. Düşey olarak hareket eden bir cismin limit hızı, cismin ağırlığı ile hava direncinin eşitlendiği noktada oluşur.
Düşey hareket ve limit hız, günlük hayatta birçok uygulama alanına sahiptir. Örneğin, bir top attığınızda, topun yere düşme süresi, topun ilk hızı ve atıldığı yüksekliğe bağlıdır. Bir uçak uçtuğunda, uçağın hızı, uçağın ağırlığı ve hava direncine bağlıdır.
Düşey Atış Hareketi (Khan Academy)Yatay atış hareketi, cismin yatay olarak bir hızla fırlatılması ve bu hızla hareket ederken yer çekimi ivmesinin etkisi altında düşmesiyle oluşan harekettir.
Eğik atış hareketi, cismin yatay düzlemle bir açı yaparak atılmasıyla oluşan harekettir. Cisim, atıldığı andan itibaren yatayda sabit hızla, düşeyde ise serbest düşme hareketiyle hareket eder. Cismin yatay ve düşey hareketleri birbirinden bağımsız olarak incelenebilir.
Cismin yatay hareketi, sabit hızla gerçekleşir. Cismin yatay hızı, atıldığı andaki hızıdır ve hareket boyunca değişmez. Yatay yöndeki konum-zaman grafiği, doğrusal bir grafiktir.
Cismin düşey hareketi, serbest düşme hareketidir. Cismin düşey hızı, zamanla artar. Düşey yöndeki konum-zaman grafiği, parabol şeklindedir.
Eğik atış hareketi, günlük hayatta birçok alanda görülmektedir. Örneğin, bir topun atılması, bir uçağın kalkış ve inişi, bir roketin fırlatılması gibi durumlar eğik atış hareketi örnekleridir.
Eğik atış hareketi, bir cismin yatay ve düşey bileşenleri olan bir başlangıç hızıyla atıldığı zamanki hareketidir. Bu hareket, hem yatay hem de düşey doğrultuda gerçekleşir. Eğik atış hareketinde, cismin yatay hızı sabit kalırken, düşey hızı yerçekimi etkisiyle sürekli azalır.
Denklem | Açıklama |
---|---|
Vx = V0 cos(θ) | Cismin yatay hızı |
Vy = V0 sin(θ) - gt | Cismin düşey hızı |
x = V0t cos(θ) | Cismin yatay konumu |
y = V0t sin(θ) - 1/2gt2 | Cismin düşey konumu |
hmax = V02 sin2(θ) / 2g | Cismin maksimum yüksekliği |
T = 2V0 sin(θ) / g | Cismin uçuş süresi |
R = V02 sin(2θ) / g | Cismin menzili |
Eğik atış hareketinin grafikleri, cismin yatay ve düşey hareketinin zaman içinde nasıl değiştiğini gösterir. Yatay hız-zaman grafiği, cismin yatay hızının zamanla sabit kaldığını gösterir. Düşey hız-zaman grafiği ise, cismin düşey hızının zamanla azaldığını ve ardından arttığını gösterir. Konum-zaman grafiği, cismin yatay ve düşey konumunun zamanla nasıl değiştiğini gösterir.
Eğik atış hareketi, cismin yatayla bir açı yaparak atılması sonucu oluşan harekettir. Cisim, atıldığı andan itibaren hem yatay hem de düşey doğrultuda hareket eder. Yatay doğrultuda, cismin hızı sabit kalırken düşey doğrultuda, cismin hızı yerçekimi ivmesi nedeniyle artar.
Cismin yatay bileşeni, cismin yatay doğrultuda hareket eden kısmıdır. Cismin yatay bileşeni, atıldığı andaki yatay hızıyla aynıdır ve sabit kalır. Yatay bileşenin hızı şu şekilde hesaplanır:
``` V_x = V_0 * cos(theta) ``` * V_x: Cismin yatay bileşeni * V_0: Cismin atıldığı andaki hızı * theta: Cismin atıldığı açıCismin düşey bileşeni, cismin düşey doğrultuda hareket eden kısmıdır. Cismin düşey bileşeni, atıldığı andaki düşey hızıyla başlar ve yerçekimi ivmesi nedeniyle artar. Düşey bileşenin hızı şu şekilde hesaplanır:
``` V_y = V_0 * sin(theta) - g * t ``` * V_y: Cismin düşey bileşeni * V_0: Cismin atıldığı andaki hızı * theta: Cismin atıldığı açı * g: Yerçekimi ivmesi * t: Cismin hareket süresiAtış menzili, cismin atıldığı noktadan düştüğü noktaya kadar olan yatay uzaklıktır. Atış menzili şu şekilde hesaplanır:
``` R = V_0^2 * sin(2 * theta) / g ``` * R: Atış menzili * V_0: Cismin atıldığı andaki hızı * theta: Cismin atıldığı açı * g: Yerçekimi ivmesiMaksimum yükseklik, cismin atıldığı noktadan en yüksek noktaya kadar olan düşey uzaklıktır. Maksimum yükseklik şu şekilde hesaplanır:
``` h_max = V_0^2 * sin^2(theta) / (2 * g) ``` * h_max: Maksimum yükseklik * V_0: Cismin atıldığı andaki hızı * theta: Cismin atıldığı açı * g: Yerçekimi ivmesiEsnek cisimler, kuvvet etkisi ile şekil değiştirip serbest bırakıldıklarında eski denge durumlarına geri döner. Esnek cisimlerin denge durumuna dönmelerinin nedeni maddeyi oluşturan tanecikler arasındaki etkileşimlerden kaynaklanan geri çağırıcı kuvvetlerdir. Ancak geri çağırıcı kuvvetler cismi her durumda eski hâline geri getirmez. Her maddenin kendine özgü bir esneklik sınırı vardır.
Yay sabiti, esnek bir cismin denge konumuna olan uzaklığı bir birim arttığında geri çağırıcı kuvvetin ne kadar arttığını gösteren katsayıdır. Yay sabiti, cismin yapısına ve boyutlarına bağlıdır.
Hooke Yasası, elastik bir cisim üzerindeki gerilme ile cismin uzama veya sıkışması arasındaki ilişkiyi tanımlayan yasadır. Hooke Yasası'na göre, elastik bir cisim üzerindeki gerilme, cismin uzama veya sıkışması ile doğru orantılıdır.
Hooke Yasası denklemi F = -k * x'tir. Burada, F geri çağırıcı kuvveti, k yay sabitini ve x cismin uzama veya sıkışmasını temsil eder.
Hooke Yasası, esnek cisimlerin davranışını anlamak için önemli bir araçtır. Bu yasa, yaylar, amortisörler ve diğer esnek cisimler gibi birçok farklı uygulamada kullanılır.
Hooke YasasıEsnek cisimlerde enerjinin depolanması olayını konu alan bir konudur.
Yaylar, esnek cisimlere verilen enerjiyi bünyelerinde depolayabilirler. Bu enerji, yayı sıkıştırarak veya gererek sağlanır. Yay sıkıştırıldığında veya gerildiğinde, yaydaki atomlar arasındaki mesafeler değişir ve atomlar arasında bir esneklik kuvveti oluşur. Bu kuvvet, yayı serbest bırakıldığında yayı orijinal uzunluğuna döndürmeye çalışır.
Yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi, aşağıdaki formülle hesaplanır:
``` Ep = (1/2) * k * x^2 ``` * Ep: Esneklik potansiyel enerjisi * k: Yay sabiti * x: Yayın uzama miktarıYayın kuvvet-uzama miktarı grafiği, yaydaki kuvvetin yaydaki uzama miktarına nasıl değiştiğini gösteren bir grafiktir. Bu grafik, yay sabitini bulmak için kullanılır. Yay sabiti, yaydaki kuvvetin yaydaki uzama miktarına oranıdır.
Yayın kuvvet-uzama miktarı grafiği, aşağıdaki gibidir:
Yayda depolanan esneklik potansiyel enerjisi, yaydaki uzama miktarına bağlı olarak değişir. Bu değişim, esneklik potansiyel enerjisi-uzama miktarı grafiğinde gösterilir.
Yayın esneklik potansiyel enerjisi-uzama miktarı grafiği, aşağıdaki gibidir:
Yer çekimi potansiyel enerjisi, bir cismin yerden belirli bir yüksekliğe çıkarıldığında kazandığı potansiyel enerjidir. Bu enerji, cismin kütlesine, yerçekimi ivmesine ve cismin yerden yüksekliğine bağlıdır.
Yer çekimi potansiyel enerjisi, aşağıdaki formülle hesaplanır:
``` Ep = m * g * h ``` * Ep: Yer çekimi potansiyel enerjisi * m: Cismin kütlesi * g: Yerçekimi ivmesi * h: Cismin yerden yüksekliğiEsneklik potansiyel enerjisi ve yer çekimi potansiyel enerjisi, mekanik enerjinin iki önemli türüdür. Bu enerji türleri, birçok günlük hayattaki olayda rol oynarlar.
Yaylar ve Enerji Yaylarda Esneklik Potansiyel EnerjisiMekanik enerji, bir cismin hareketinden veya konumundan kaynaklanan enerjidir. İki ana türü vardır: kinetik enerji ve potansiyel enerji.
Kinetik enerji, hareketli bir cismin enerjisidir. Bir cismin kütlesi (m) ve hızı (v) ile doğru orantılıdır. Aşağıdaki formülle hesaplanır:
``` Ek = 1/2 mv^2 ``` * Ek: Kinetik enerji * m: Cismin kütlesi * v: Cismin hızıPotansiyel enerji, bir cismin konumundan kaynaklanan enerjisidir. Bir cismin kütlesi (m), ivme due (g) ve yüksekliği (h) ile doğru orantılıdır. Aşağıdaki formülle hesaplanır:
``` Ep = mgh ``` * Ep: Potansiyel enerji * m: Cismin kütlesi * g: İvme due * h: Cismin yüksekliğiMekanik enerji, bir sistemdeki toplam kinetik ve potansiyel enerjidir. Kapalı bir sistemde, mekanik enerji korunur, yani toplam mekanik enerji sabit kalır. Bu, bir enerji türünün diğerine dönüştürülebileceği, ancak toplam mekanik enerjinin değişmeyeceği anlamına gelir.
Mekanik enerji, günlük hayatımızın birçok alanında önemli rol oynar. Örneğin, bir topu fırlattığımızda, topa kinetik enerji veririz. Top hareket ettikçe, kinetik enerjisi potansiyel enerjiye dönüşür. Topun en yüksek noktasında, tüm enerjisi potansiyel enerji olarak depolanır. Top aşağı doğru hareket ettikçe, potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür.
Mekanik enerji, bir sistemin hareketliliğinin bir ölçüsüdür. Cisimlerin sahip olduğu hareket enerjileri ile potansiyel enerjileri arasındaki ilişki mekanik enerjinin korunumunu oluşturur. Mekanik enerji, bir sistemin potansiyel enerjisi ve kinetik enerjisinin toplamıdır. Mekanik enerji, sistemin hareket durumuna bağlı olarak değişebilir. Örneğin, bir cisim hareketsizken potansiyel enerjisi maksimum, kinetik enerjisi ise sıfırdır. Cisim hareket etmeye başladığında, potansiyel enerjisi azalır ve kinetik enerjisi artar. Mekanik enerji, korunumlu bir büyüklüktür. Yani, bir sistemin mekanik enerjisi, sistem üzerinde herhangi bir dış kuvvet etkimediği sürece sabit kalır.
Mekanik enerjinin korunumu ilkesi, bir sistemin mekanik enerjisinin, sistem üzerinde herhangi bir dış kuvvet etkimediği sürece sabit kaldığını belirtir. Bu ilke, aşağıdaki eşitlikle ifade edilebilir:
``` E_ilk = E_son ```Burada, E_ilk sistemin başlangıçtaki mekanik enerjisi, E_son ise sistemin son mekanik enerjisidir.
Mekanik enerjinin iki türü vardır:
Mekanik enerjinin korunumu ilkesi, birçok günlük olayda gözlemlenebilir. Örneğin:
Mekanik enerjinin korunumu ilkesi, günlük hayatta birçok olayın açıklanmasında kullanılır. Bu ilke, mekaniğin temel yasalarından biridir.
Ek Kaynaklar:Kuvvet, bir cismin hareketini değiştirme veya değiştirmeye çalışma yeteneğidir. Kuvvet, temas kuvveti ve temas kuvveti olmayan kuvvet olmak üzere ikiye ayrılır.
Temas kuvvetleri, iki cisim doğrudan temas halindeyken oluşan kuvvetlerdir. Temas kuvvetlerine örnek olarak şunlar verilebilir:
Temas kuvveti olmayan kuvvetler, iki cisim doğrudan temas halinde olmadan oluşan kuvvetlerdir. Temas kuvveti olmayan kuvvetlere örnek olarak şunlar verilebilir:
Sürtünme kuvveti, iki cisim birbirine temas halindeyken oluşan ve hareketlerine karşı direnç gösteren bir kuvvettir. Sürtünme kuvveti, cisimlerin hareketini yavaşlatır ve durdurur. Sürtünme kuvvetinin büyüklüğü, temas halindeki yüzeylerin pürüzlülüğüne, cisimlerin ağırlığına ve hareket hızlarına bağlıdır.
Sürtünme kuvveti, statik sürtünme kuvveti ve kinetik sürtünme kuvveti olmak üzere ikiye ayrılır.
Sürtünme kuvveti, cisimlerin hareketini yavaşlattığı veya durdurduğu için iş yapar. Sürtünme kuvvetinin yaptığı iş, cismin hareket yönünün tersi yönde yapılır.
Sürtünme kuvveti, günlük hayatımızda birçok alanda karşılaştığımız bir kuvvettir. Sürtünme kuvveti, cisimlerin hareketini yavaşlatır ve durdurur. Sürtünme kuvvetinin yaptığı iş, cismin hareket yönünün tersi yönde yapılır.
Youtube video: https://www.youtube.com/watch?v=JqXq-Xu2ryY Diğer kaynaklar:Çizgisel momentum, bir cismin kütlesi ile hızının çarpımıdır. Bir nesnenin kinetik enerjisini temsil eden ve vektörel bir niceliktir.
Çizgisel momentum, $P$, aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanır:
$$P = mv$$ * P: Çizgisel momentum (kg m/s) * m: Cismin kütlesi (kg) * v: Cismin hızı (m/s)Çizgisel momentumun korunumu yasası, kapalı bir sistemdeki toplam çizgisel momentumun zaman içinde değişmediğini belirtir. Bu, sistemdeki cisimlerin birbirleriyle etkileşime girdiğinde, toplam çizgisel momentumlarının aynı kaldığı anlamına gelir.
Çizgisel momentumun korunumu yasası, çarpışmaların analizinde sıklıkla kullanılır. Örneğin, iki cismin çarpışmasında, çarpışma öncesi toplam çizgisel momentum çarpışma sonrası toplam çizgisel momentumla aynıdır.
Çizgisel momentum, bir cismin kütlesi ve hızının çarpımı olarak tanımlanır. Bir cismin çizgisel momentumu, cismin hareket durumunu ve yönünü belirler.
İtme, bir cisme uygulanan kuvvetin zamanla çarpımıdır. İtme, cismin çizgisel momentumunu değiştirir.
Birbirleriyle etkileşim halinde olmayan cisimlerin toplam çizgisel momentumu sabit kalır. Bu, bir cismin çizgisel momentumunun değişmesi durumunda, diğer cisimlerin çizgisel momentumlarının da aynı miktarda ve zıt yönde değişeceği anlamına gelir.
Çizgisel momentum, hareket eden cisimlerin hareket durumunu ve yönünü belirleyen önemli bir kavramdır. Çizgisel momentumun korunumu yasası, birçok fiziksel olayı açıklamak için kullanılır.
Çizgisel Momentum ve Çizgisel Momentumun Korunumu Çizgisel Momentum ve KorunumuÇizgisel momentum, bir cismin kütlesinin ve hızının çarpımıdır. Cismin kütlesi ne kadar büyük ve hızı ne kadar yüksek olursa, çizgisel momentumu da o kadar büyük olur.
Çizgisel momentum, aşağıdaki formülle hesaplanır:
P = mv
Burada:
Çizgisel momentum, dış kuvvetlerin etkisi olmadığı sürece korunur. Bu, bir sistemin toplam çizgisel momentumunun zaman içinde sabit kaldığı anlamına gelir. Bir sistemin toplam çizgisel momentumu, sistemdeki tüm cisimlerin çizgisel momentumlarının toplamına eşittir.
Çizgisel momentumun korunumu, birçok farklı durumda gözlenir. Örneğin, bir top bir duvara çarpıdiğinde, topun çizgisel momentumu değişir, ancak duvarın çizgisel momentumu da aynı miktarda değişir. Böylece, sistemin toplam çizgisel momentumu değişmez.
Çizgisel momentumun korunumu, birçok farklı fiziksel olayı açıklamak için kullanılır. Örneğin, roketlerin çalışması, çizgisel momentumun korunumu sayesindedir. Roket, yakıtını yaktığında, yakıtın çizgisel momentumu artar ve roketin çizgisel momentumu azalır. Böylece, roket ileri doğru hareket eder.
Çizgisel momentum, birçok farklı fiziksel olayı açıklamak için kullanılan önemli bir kavramdır. Çizgisel momentumun korunumu, birçok farklı durumda gözlenir ve birçok farklı fiziksel olayı açıklamak için kullanılır.
Youtube videosu: Çizgisel Momentum ve Korunumu Diğer kaynaklar: ### İki Boyutta Esnek Çarpışmalar >İki boyutta esnek çarpışma, kinetik enerjinin ve çizgisel momentumun korunduğu bir çarpışma türüdür. * Giriş >Kinetik enerjinin ve çizgisel momentumun korunduğu çarpışmalara esnek çarpışmalar adı verilir. Bu tür çarpışmalarda, cisimler çarpışmadan önce ve sonra toplam aynı enerjiye ve toplam aynı momentum değerine sahiptir. * Özellikler: > 1. Kinetik enerjinin korunumu: Bu, çarpışmadan önce cisimlerin toplam kinetik enerjisinin, çarpışmadan sonraki toplam kinetik enerjisine eşit olduğu anlamına gelir. > 2. Çizgisel momentumun korunumu: Bu, çarpışmadan önce cisimlerin toplam çizgisel momentumunun, çarpışmadan sonraki toplam çizgisel momentumuna eşit olduğu anlamına gelir. * Türleri: > 1. Bir boyutta esnek çarpışma: Bu, cisimlerin aynı doğrultuda hareket ettiği ve çarpışmanın bu doğrultuda gerçekleştiği esnek çarpışma türüdür. > 2- İki boyutta esnek çarpışma: Bu, cisimlerin farklı doğrultularda hareket ettiği ve çarpışmanın bu doğrultularda gerçekleştiği esnek çarpışma türüdür * Sonuçlar: > - Cisimler çarpışmadan sonra aynı hızlarla hareket ederler. > - Cisimler çarpışmadan sonra aynı doğrultuda hareket ederler. > - Cisimler çarpışmadan sonra aynı miktarda enerjiye sahiptirler. * Video Linki: https://www.youtube.com/watch?v=pAqVZZ08xAU * Diğer Kaynaklar: [Esnek Çarpışmalar](https://www.khanacademy.org/science/physics/linear-momentum/elastic-and-inelastic-collisions/a/elastic-and-inelastic-collisions) [Esnek ve Esnek Olmayan Çarpışmalar](https://www.physicsclassroom.com/class/momentum/Lesson-2/Elastic-and-Inelastic-Collisions)Esnek olmayan çarpışma, cisimlerin çarpışmadan sonra birbirlerine yapıştığı ve birlikte hareket etmeye devam ettiği çarpışmadır. Bu tür çarpışmalarda, sistemin toplam kütlesi ve toplam çizgisel momentumu korunur, ancak kinetik enerjisi korunmaz. Kinetik enerjinin bir kısmı, çarpışma sırasında ısıya, sese ve deformasyona dönüşür.
İki boyutta esnek olmayan çarpışmalarda, cisimlerin çizgisel momentumları hem yatay hem de düşey bileşenlere ayrılır. Çarpışmadan sonra, cisimlerin yatay ve düşey bileşenlerinin toplamı çarpışmadan önceki toplamlarına eşit kalır.
Esnek olmayan çarpışmaların örnekleri şunlardır:
Esnek olmayan çarpışmalarda kinetik enerji korunmaz. Kinetik enerjinin bir kısmı ısıya, sese ve deformasyona dönüşür.
Korunan enerji miktarı, çarpışan cisimlerin kütlelerine ve hızlarına bağlıdır. Daha büyük kütleli ve daha yüksek hızlı cisimler, çarpışma sırasında daha fazla enerji açığa çıkarır.
Esnek olmayan çarpışmalar, günlük hayatta sıkça karşılaştığımız bir olaydır. Bu nedenle, bu tür çarpışmaların fiziksel özelliklerini iyi anlamak önemlidir. Esnek olmayan çarpışmalarda, sistemin toplam kütlesi ve toplam çizgisel momentumu korunur, ancak kinetik enerjisi korunmaz. Kinetik enerjinin bir kısmı, çarpışma sırasında ısıya, sese ve deformasyona dönüşür.
Youtube video linki: https://www.youtube.com/watch?v=_I_bqC-GB6wÇizgisel momentum korunumu, kapalı bir sistemde toplam çizgisel momentumun zamanla değişmediğini belirten fizik yasasıdır. Momentum korunumu, uzay araçlarının hareket etmesini sağlayan temel ilkelerden biridir.
Çizgisel momentum korunumu, uzay araçlarının hareket etmesini sağlayan temel ilkelerden biridir. Roketler, yakıtlarını yakarak itme kuvveti oluştururlar ve bu itme kuvveti, roketi ve yakıtını geriye doğru iter. Tepki kuvveti ise, roketi ve yakıtını ileriye doğru iter. Roketin toplam kütlesi değişmediği sürece, roketin ve yakıtının toplam çizgisel momentumu da değişmez.
Kaynaklar:
Tork, bir kuvvetin bir cismi bir eksen veya nokta etrafında döndürme etkisidir. SI birimi N.m'dir.
Bir kuvvetin cismi bir eksen ya da nokta etrafında döndürebilmesi için kuvvetin konum vektörüne dik olması (Şekil 1.65.a,b) ya da konum vektörüne dik olan bir bileşene sahip olması gerekir. Cisimin dönmesi için konum vektörü ile kuvvet vektörü arasında açı olmalıdır (Şekil 1.66.a). Vektörel bir büyüklük olan tork ( x ) ise cismin dönme ekseni üzerindedir ve konum ile kuvvet vektörlerinin oluşturduğu düzleme diktir.
Orta noktasından geçen eksen etrafında dönebilen cisme kuvvet uygulandığında cisim bu kuvvetin etkisi ile dönmeye zorlanır. Kuvvet etkisiyle dönmeye zorlanan cismin torkunun yönü, sağ el kuralına göre bulunur.
Bu kurala göre sağ elin avuç içi dönme eksenine bakacak ve dört parmak kuvvetin dönmeye zorladığı yönü gösterecek şekilde tutularak başparmak dört parmağa dik olarak açılır. Açılan başparmak torkun yönünü gösterir (Görsel 1.19).
Tork, bir cismin dönme hareketini başlatmak veya değiştirmek için uygulanan kuvvettir.
Tork, aşağıdaki değişkenlere bağlıdır:
Tork, şu formülle hesaplanır:
τ = F . d
Burada:
Torkun birimi newton metredir (N.m).
Tork, bir cismin dönme hareketini başlatabilir, değiştirebilir veya durdurabilir.
Torkun günlük hayattaki uygulamaları arasında şunlar yer alır:
Tork, dönme hareketinin temel kavramlarından biridir. Tork, kuvvetin dönme eksenine olan uzaklığıyla doğru orantılıdır. Torkun birimi newton metredir (Nm).
Bir cisme etkiyen net kuvvet sıfır ise o cismin dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde olduğu ifade edilir. Bu durumda, cisim durmaktaysa durmaya; bir hızı varsa o hızla hareket etmeye devam eder. Her iki durumda da cisim dengededir.
Bir cismin dengede olabilmesi için aşağıdaki koşulların sağlanması gerekir:
*Bir cisim durgun dengede ise:
*Bu koşulları sağlayan cisim, statik (durgun) dengededir.
Denge, bir cismin hareket durumunun zaman içinde değişmemesidir. Bir cismin dengede olabilmesi için toplam kuvvetinin ve toplam torkunun sıfır olması gerekir. Statik denge, bir cismin duran dengede olmasıdır. Statik denge için toplam kuvvetin ve toplam torkun sıfır olması gerekir.
Kuvvet, bir cismin hareketini veya şeklini değiştirme eğiliminde olan bir etkidir. Kuvvetler, temas kuvvetleri ve uzaktan etkiyen kuvvetler olmak üzere ikiye ayrılır. Temas kuvvetleri, iki cismin birbirine değmesiyle oluşan kuvvetlerdir. Uzaktan etkiyen kuvvetler ise, iki cisim arasında temas olmadan oluşan kuvvetlerdir.
Kuvvetlerin büyüklüğü, kuvvetin ne kadar güçlü olduğunu gösterir. Kuvvetlerin yönü, kuvvetin hangi yöne doğru etki ettiğini gösterir. Kuvvetlerin doğrultusu ise, kuvvetin hangi doğru boyunca etki ettiğini gösterir.
Birden fazla kuvvet aynı anda bir cisme etkiyorsa, bu kuvvetlerin etkisi tek bir kuvvetle gösterilebilir. Bu kuvvet, kuvvetlerin bileşkesidir. Kuvvetlerin bileşkesi, kuvvetlerin büyüklükleri, yönleri ve doğrultuları dikkate alınarak hesaplanır.
Kuvvetler, cisimlerin hareketini ve şeklini değiştirebilir. Kuvvetlerin etkileri şunlardır:
Bir cisme etkiyen kuvvetlerin bileşkesi sıfırsa, cisim dengededir. Dengeli bir cismin hızı ve şekli değişmez.
Eşit büyüklükte ve zıt yönlü kuvvetler, kuvvet çifti oluştururlar. Kuvvet çiftinin bileşkesi sıfırdır, ancak torku sıfır değildir. Tork, kuvvetin bir cismi döndürme eğilimidir.
Bir noktada kesişen üç kuvvet için, kuvvetlerin büyüklükleri arasındaki ilişki Lami Teoremi ile verilir. Lami Teoremi'ne göre, kuvvetler arasındaki açılar arasında iii > > ilişkisi varsa kuvvetlerin büyüklükleri arasında da F3 > F2 > F1 ilişkisi vardır.
Kütle merkezi, bir cismin kütlesinin tamamının toplandığı kabul edilen noktadır. Ağırlık merkezi, cisimlere etki eden kütle çekim kuvvetine ağırlık adı verilir. Cismi oluşturan parçacıkların ağırlıklarının bileşkesinin uygulama noktasına ağırlık merkezi denir.
Bir cisim pek çok küçük noktasal parçacıktan meydana gelmiştir. Bu parçacıkların ağırlıklarının bileşkesinin bulunduğu noktanın koordinatları, cismin ağırlık merkezinin koordinatlarını oluşturur. Yer çekimi ivmesinin cisim üzerindeki her noktada aynı olduğu kabul edilirse cismin ağırlık merkezi ile kütle merkezi çakışık olur.
Kütle merkezi, bir cismin kütlesinin tamamının toplandığı kabul edilen noktadır. Ağırlık merkezi, cisimlere etki eden kütle çekim kuvvetine ağırlık adı verilir. Cismi oluşturan parçacıkların ağırlıklarının bileşkesinin uygulama noktasına ağırlık merkezi denir.
Video Linki Diğer Kaynak LinkiKütle merkezi, bir nesnenin kütlesinin eşit olarak dağıldığı noktadır. Denge, bir nesnenin hareketsiz kaldığı veya dönüş yapmadığı durumdur.
Kütle merkezi, bir nesnenin geometrik merkezine göre hesaplanabilir. Geometrik merkez, bir nesnenin şeklinin ortasıdır. Örneğin, bir kürenin geometrik merkezi kürenin merkezindedir. Bir küpün geometrik merkezi küpün ortasındadır. Kütle merkezi, bir nesnenin ağırlık merkezi ile aynı noktada bulunur. Ağırlık merkezi, bir nesnenin ağırlığının eşit olarak dağıldığı noktadır. Ağırlık merkezi, bir nesneyi bir ipe bağlayıp serbestçe sarkıttığınızda ipin düzleştiği noktadır.
Kütle merkezi, bir nesnenin dengede olup olmadığını belirleyen önemli bir faktördür. Bir nesnenin kütle merkezi tabanının üzerindeyse, nesne dengededir. Bir nesnenin kütle merkezi tabanının dışında ise, nesne devrilir. Örneğin, bir kalem düz bir zemine yatay olarak yerleştirildiğinde dengededir. Çünkü kalemin kütle merkezi tabanının üzerindedir. Bir kalem ucuyla bir noktaya dayandığında devrilir. Çünkü kalemin kütle merkezi tabanının dışındadır.
Denge üç çeşittir:
Kararlı dengede, bir nesne denge konumundan uzaklaştırıldığında denge konumuna geri döner. Örneğin, yere dik olarak duran bir kalem denge konumundan uzaklaştırıldığında denge konumuna geri döner. Kararsız dengede, bir nesne denge konumundan uzaklaştırıldığında denge konumuna geri dönmez. Örneğin, bir ipe bağlı bir top denge konumundan uzaklaştırıldığında denge konumuna geri dönmez. Nötr dengede, bir nesne denge konumundan uzaklaştırıldığında yeni denge konumunda kalır. Örneğin, bir küre denge konumundan uzaklaştırıldığında denge konumundan uzaklaştığı noktada kalır.
Kayda Değer Bilgiler:Basit makineler, iş yapma kolaylığı sağlamak amacıyla kullanılan araçlardır. Ancak işin yapılması için gereken enerjiden kazanç sağlanmaz. İdeal bir basit makinede kuvvetin yaptığı iş, yüke aktarılan enerjiye eşit olur. Kuvvetin yönünü ve büyüklüğünü değiştirerek iş kolaylığı sağlayabilir.
Makine Türü | Açıklama | Örnekler |
---|---|---|
Kaldıraç | Bir cismin etrafında dönen sert cisimdir. | Mantarpa, kürek, balta, çekiç, pense, makas |
Eğik Düzlem | Bir yüzeyin eğimli olmasıdır. | Rampa, merdiven, kaydırak, yol |
Temel (Kasnak) ve Kasnak Sistemi | Bir ip veya zincirle çevrili tekerlektir. | Makara, araba kriko, asansör, vinç, bisiklet zinciri |
Tekerlek ve Aks | Bir tekerleğin bir eksende dönmesidir. | Araba tekerleği, bisiklet tekerleği, çark, dişli |
Vidalama | Bir eğik düzlem ve bir çemberin birleştirilmesidir. | Vida, somun, cıvata, şişe kapağı |
Kama | İki eğik düzlemden oluşan bir cisimdir. | Bıçak, balta, keski, çivi, iğne |
Basit makineler, insanların işlerini kolaylaştırmak için icat edilmiş araçlardır. Kuvvetin yönünü ve büyüklüğünü değiştirerek iş kolaylığı sağlarlar. Ancak basit makineler enerji tasarrufu sağlamazlar. İdeal bir basit makinede kuvvetin yaptığı iş, yüke aktarılan enerjiye eşit olur.
Kuvvet, bir nesnenin üzerindeki itme veya çekme olarak tanımlanır. Kuvvet, nesnenin hareketini değiştirebilir, hızlandırabilir, yavaşlatabilir veya durdurabilir.
Kuvvetten elde edilen bu kazanca kuvvet kazancı ya da mekanik avantaj adı verilir. Kuvvet kazancı, taşınan yükün sisteme uygulanan kuvvete oranıdır.
Desteğin Yük ile Kuvvet Arasında Olduğu Kaldıraçlar
Kuvvetin Destek ile Yük Arasında Olduğu Kaldıraçlar
Yükün Destek ile Kuvvet Arasında Olduğu Kaldıraçlar
Sabit Makara
Merkezinden geçen sabit bir eksen etrafında dönen ve yükü taşıyan ip ile birlikte öteleme hareketi yapmayan makaralara sabit makara denir.
Hareketli Makara
Merkezinden geçen hareketli bir eksen etrafında dönen ve yükü taşıyan iple birlikte öteleme hareketi yapan makaralara hareketli makara denir.
Kaldıraçlar ve makaralar, kuvvetten kazanç sağlamak veya kuvvetin yönünü değiştirmek için kullanılan basit makinelerdir. Kaldıraçlar, destek noktasının, yükün ve kuvvetin konumuna göre üç gruba ayrılır. Sabit makaralar, kuvvetten kazanç sağlamazken hareketli makaralar, kuvvetten kazanç sağlar.
Kuvvet sistemleri, günlük hayatta sıkça karşılaştığımız ve nesnelerin hareketini kontrol etmek için kullandığımız araçlardır. Bu sistemler, genellikle ipler, makaralar ve kasnaklar gibi basit bileşenlerden oluşur. Palangalar, kuvvet sistemlerine örnek olarak gösterilebilir.
Sabit makaralar, bir eksen etrafında dönebilen ve yükün yönünü değiştirmek için kullanılan araçlardır. Sabit makaralar kuvvetten değil yoldan kazandırır. Uygulanan kuvvetin büyüklüğünü değiştirmeden yükü farklı bir yöne aktarırlar. Yani kuvvet kazancı sağlamazlar, yalnızca yükün yönünü değiştirirler.
Hareketli makaralar, yük ile birlikte hareket eden makaralardır. Hareketli makaralar kuvvetten kazandırır, yoldan kaybettirir. Uygulanan kuvvetin büyüklüğünü iki katına çıkarırlar, ancak yükün hareket ettiği yol da iki katına çıkar.
Palangalar, iki veya daha fazla makaranın farklı şekillerde bağlanmasıyla elde edilen sistemlerdir. Palangalar, kuvvetten ve yoldan kazandırırlar. Kuvvet kazancı, kullanılan makara sayısına bağlıdır. Palangalar, ağır yükleri kaldırmak ve taşımak için kullanılır.
Kuvvet sistemleri ve palangalar, günlük hayatta sıkça karşılaştığımız ve nesnelerin hareketini kontrol etmek için kullandığımız önemli araçlardır. Bu sistemler, kuvvet kazancı ve yol kaybı gibi özellikleri sayesinde ağır yükleri kaldırmak ve taşımak gibi işleri kolaylaştırır.
Ek Kaynaklar: Sorular: 1. Sabit makaraların özellikleri ve kullanım alanları nelerdir? 2. Hareketli makaraların özellikleri ve kullanım alanları nelerdir? 3. Palangaların özellikleri ve kullanım alanları nelerdir? 4. Bir palanganın kuvvet kazancı ve yol kaybını nasıl hesaplarsınız? 5. Günlük hayatta karşılaştığınız kuvvet sistemlerine ve palangalara örnekler veriniz.Bu sistemler, günlük hayatta işleri kolaylaştırmak ve kuvvetten tasarruf etmek için kullanılır. Bu sistemler hakkında detaylı bilgiye ulaşmak için aşağıdaki linkleri ziyaret edebilirsiniz.
Çarklar, Makaralar, Eğik Düzlem ve Çıkrık Sistemleri Hakkında Video Çarklar, Makaralar, Eğik Düzlem ve Çıkrık Sistemleri Hakkında Khan Academy SayfasıÇarklar, bir merkez etrafında dönebilen ve çevresinde dişlerin sıralandığı disk şeklindeki yapılardır. Dişliler, birlikte ve eş zamanlı çalışması gereken mekanik parçalar arasında bağlantıyı sağlar.
Çarklar şunlara göre sınıflandırılabilir:
Çarklar, günlük hayatta motorların, saatlerin ve bunun gibi mekanizmaların içerisinde kullanılır.
Makaralar, bir çemberin çevresine ip sarılmış silindir şeklinde yapılardır.
Makaralar şunlara göre sınıflandırılabilir:
Makaralar, günlük hayatta yükleri kaldırmak, indirmek ve çekmek için kullanılır.
Eğik düzlem, bir kenarının alçak, diğer kenarının yüksek bir yere dayandığı eğimli bir yoldur.
Eğik düzlem şunlara göre sınıflandırılabilir:
Eğik düzlem, günlük hayatta yükleri kaldırmak, indirmek ve taşımak için kullanılır.
Çıkrık sistemleri, ağırlıkları kaldırmak ve indirmek için kullanılan mekanik cihazlardır.
Çıkrık sistemleri şunlara göre sınıflandırılabilir:
Çıkrık sistemleri, günlük hayatta inşaat, madencilik ve gemicilik gibi birçok alanda kullanılır.
Çarklar, makaralar, eğik düzlem ve çıkrık sistemleri günlük hayatta işleri kolaylaştırmak ve kuvvetten tasarruf etmek için kullanılan önemli mekanik sistemlerdir. Bu sistemler, farklı şekillerde ve boyutlarda olabilir ve farklı amaçlar için kullanılabilirler.
Basit makineler, iş yapmayı daha kolay hale getirmek için kullanılan araçlardır. Dişliler ve kasnaklar da bunlardan ikisidir.
Dişliler, dönüş hareketini iletmek için kullanılan çarklı mekanizmalardır. Dişliler birbirine geçerek döner ve bir dişlinin hareketi diğer dişliyi döndürür. Dişlilerin boyutları ve sayıları, iletilen hareketin hızını ve yönünü belirler.
Dişli oranı, iki dişlinin diş sayılarının oranıdır. Dişli oranı, dişlilerin dönme hızlarını ve iletilen hareketin hızını belirler. Dişli oranı büyükse, küçük dişli daha hızlı döner ve iletilen hareketin hızı daha yüksek olur. Dişli oranı küçükse, küçük dişli daha yavaş döner ve iletilen hareketin hızı daha düşük olur.
Kasnaklar, bir ipi veya kayışı döndürmek için kullanılan çarklı mekanizmalardır. Kasnaklar, ipi veya kayışı kendi etraflarına sararak dönerler ve ipin veya kayışın hareketini iletirler. Kasnakların boyutları ve sayıları, iletilen hareketin hızını ve yönünü belirler.
Kasnak oranı, iki kasnağın yarıçaplarının oranıdır. Kasnak oranı, kasnakların dönme hızlarını ve iletilen hareketin hızını belirler. Kasnak oranı büyükse, küçük kasnak daha hızlı döner ve iletilen hareketin hızı daha yüksek olur. Kasnak oranı küçükse, küçük kasnak daha yavaş döner ve iletilen hareketin hızı daha düşük olur.
Giriş: Bu projede, günlük yaşamda kullanılan bileşik makinelerden birini seçip, modelini oluşturarak çalışma prensibini ve yapım aşamalarını öğrenmeyi amaçlıyoruz.
Basit makineler, bir işlevi gerçekleştirmek için kuvvet veya hareket yönünü değiştiren araçlardır. Basit makinelerin altı çeşidi vardır:
Basit makinelerin her biri, farklı şekillerde kuvvet ve hareket yönünü değiştirerek iş yapmamızı kolaylaştırır.
Bileşik makineler, iki veya daha fazla basit makineyi birleştirerek yapılan makinelerdir. Bileşik makineler, basit makinelere göre daha karmaşık ve daha verimlidir.
Bileşik makinelerin örnekleri arasında şunlar yer almaktadır:
Bileşik makineler, günlük yaşamda birçok alanda kullanılmaktadır ve işimizi kolaylaştırmaktadır.
Bu projede, bileşik makinelerin yapı ve çalışma prensiplerini öğrendik ve bir bileşik makinenin modelini oluşturduk. Bu sayede, günlük yaşamda kullandığımız birçok makinenin çalışma prensibini daha iyi anladık.