14 Şubat 2012 Salı

EGiK DÜZLEMDE HAREKET

EGiK DÜZLEMDE HAREKET
Günlük hayatta karşılaştığımız, rampa çıkan ya da yokuştan aşağı yavaş yavaş inen tır gibi ağır vasıtalar, aslında yatay düzleme göre belirli yüksekliğe çıkmak ya da inmek için yapılmış yollarda hareket etmektedir. Bu yollara, kısaca eğik düzlem denir. Bu yollar, yere göre belirli eğime sahip, kesiti dik üçgen şeklinde olan yüzeyler üzerindedir.
 Düz yolda hareket eden araçların ram pa çıkarken zorlanmaları, yokuştan aşağı ise kendiliğinden inmeleri, hatta yokuş aşağı inerken fren yapılarak uygun hızlarda inmeleri, eğik düzlemlerde araçlara etki eden sürtünmeden başka bir kuvvetin var olduğunu gösterir. Bu kuvvet ise araçların ağırlığının eğik düzleme paralelolan bileşenidir.
Eğimli yollarda, cisim yolun aşağısına iniyorsa ya da yolun yukarısına çıkıyorsa, farklı net kuvvetlerin etkisinde kalıyor demektir. Sürtünme kuvveti hareketi engellediğinden, cisim yolun yukarısına çıkarken cismin ağırlığının mg• sine bileşen i ile aynı yönde etki eder. Eğer cisim yolun aşağısına iniyorsa, cismin ağırlığının sinüs bileşenine zıt yönde etki eder.Eğik düzlemlerde yüzey ile cisim arasındaki sürtünme kat sayısı şu şekilde de bulunabilir:
Birbirine menteşeyle bağlanmış birisi yatay yüzey diğeri eğik yüzeyolacak iki levha kullanılır. Eğik düzlem üzerine sürtünme kat sayısı bulunacak madde yerleştirilir. Bu maddeler tahtanın kendisi, plastik, metal levha, cam levha ya da yağlı tahta olabilir. Cisim eğik düzlem üzerinde iken, eğik düzlem yavaş yavaş kaldırılarak eğim açısı artırılır. Cisim tam kaymaya başladığı an eğik düzlem durdurulur ve sabitlenir. Cismin kaymaya başladığı durumun alt ve üst sınırlarına dikkat edilerek hassas ölçüm yapılır. Bundan sonra, eğik düzlemin yüksekliği ve yatay uzaklığı cetvelle bulunarak, tanjant değeri alınır. Ya da açlölçer yardımıyla eğim açısı bulunur. Eğimin tanjant değeri, eğik düzlemdeki madde ile cisim arasındaki statik sürtünme kat sayısının maksimum değerini verir.
Eğik düzlem olarak plastik, metal ya da cam levha kullanıldığında sürtünme kat sayısının farklı değerlerde olduğu sonucuna varılır.
 Kayakla atlamada kayağın yapımında kullanılacak malzemenin sürtünme kat sayısının küçük olmasına dikkat edilir. Sürtünme kat sayısı değeri platformdan atlama hızını etkiler. Sporcunun platformdan atlama açısı, platformdan ayrıldığı andaki hız, sporcunun ayak ve vücud pozisyonu atlama mesafesini etkilerken, sporcunun zayıf ya da şişman olması platformdaki hızını etkiIemez. Ancak, havadaki dengesini ve hızını etkiler.
Platformdan daha hızlı atlamak için, kayağın yapıldığı malzeme ile yüzeyarasında oluşacak sürtünme kat sayısını olabildiğince minimuma indirmek gerekir. Uçuş mesafesini artırabilmek için ise sporcunun platformdan ayrıldığı ilk anda ayaklarını V şeklinde açıp, vücudunu da yere paralel konuma getirerek 45° lik açı yapmaya çalışmalıdır. Çünkü bu açı değerinde uçuş uzaklığı en büyük olabilir.

HER ETKİ BiR TEPKi DOĞURUR

HER ETKi BiR TEPKi DOGURUR
 Etkileşim halinde olan tüm cisimler birbirine kuvvet uygular. Her etkiye eşit ve zıt yönlü tepki kuvveti vardır. Etki ve tepki kuvvetleri aynı büyüklükte ve zıt yönlü olmasına rağmen farklı cisimler üzerine etki ettiğinden birbirlerinin etkisini yok etmezler.
Bir atın arabayı çekmesinde, at arabayı çekerken, araba da zıt yönlü eşit bir kuvvetle ata tepki gösterir. Etki tepkiye eşit olmasına rağmen araba hareket eder. Burada etki araba üzerine, tepki ise at üzerinedir. Etki ile tepki aynı cisim üzerine değildir. Aynı cisim üzerinde olsaydı, net kuvvet sıfır olacağından araba hareket etmeyecekti.
Etki  tepki olayı; yarışa başlayacak olan sporcuların ilk hareket anında, potaya basket atmak için yerden zıplamak üzere olan sporcunun ayakları ile yer arasında, koli ya da kutuyu sürüklemeye çalışan işçi ile koli arasında, kaleye şut çeken futbolcunun ayakkabısı ile top arasında, koltuğa oturan yolcu ile koltuk arasında, elinde çay tepsisi ile çay dağıtan çaycının eli ile tepsi arasında, ok atmak üzere yayını geren sporcunun eli ile yayarasında vs. görülebilir.

 Etki ile tepki arasındaki ilişki Fetki =  FtePki şeklinde gösterilir.

Etki  Tepki büyüklüğü, etkileşme yüzeyine dik olan kuvvetlerin bileşkesinden bulunur. Etki  Tepki büyüklüğüne N denilir.

Cisim ağırlığı mg olmak üzere şekillerde etki  tepki büyüklüğü olan N değerleri verilmiştir.








Bir Doğru Boyunca Hareket

Bir Doğru Boyunca Hareket
Düz bir yolda sabit süratla hareket eden, hızlanan ya da yavaşlayan; sürtünmesi önemsiz ortamda belirli yükseklikten serbest bırakılan ya da aşağı doğru düşeyolarak bir hızla atılan, yerden düşey olarak yukarı doğru atılan cisimlerin hareketi bir doğru boyunca harekettir.
 Bir doğru boyunca hareket eden cismin hızına göre, hareket çeşitleri belirlenir. Bu hareketlerden, düzgün doğrusal hareket: Cismin eşit zaman aralıklarında eşit miktar yer değiştirdiği hareket çeşitidir. Bu harekette cismin hızı sabittir. Düzgün doğrusal harekette hız sabit olduğu için ivme sıfırdır. Cismin konumu x, 2x, 3x, 4x .... olarak değişirken tıx = x olup, v = sabit tir. Dolayısıyla a = O dır.
Düzgün değişen doğrusal hareket: Cismin hızının eşit zaman aralıklarında eşit miktar değiştiği hareket çeşididir. Bu harekette hız sabit değildir.
Düzgün değişen doğrusal harekette, hız düzgün değiştiği için ivme sabittir. Cismin hızı v, 2v, 3v, 4v .......... olarak değişirken tıv = v olup a = sabittir.
 Duruştan ya da belirli bir ilk hızla harekete başlayan cisimlere hareketi yönünde net kuvvet uygulandığında, cismin hızı zamanla düzgün olarak artar. Cismin yapmış olduğu bu harekette net kuvvet sabit olduğundan ivmede sabittir. Eğer net kuvvet ilk hıza zıt yönde ise bu kez cismin hızı düzgün olarak azalır sıfır olur. Sonra ise zıt yönde düzgün olarak artar. Yani cisim önce düzgün olarak yavaşlayıp durur sonra zıt yönde düzgün olarak hızlanmaya başlar. Burada da net kuvvet sabit olduğundan ivmede sabittir. Ancak buradaki ivme ile yukarıda bahsedilen ivme ile aynı yönlü değildir.

Cisimlerin Birbirine Göre Hareketi

Cisimlerin Birbirine Göre Hareketi
 Hareketler, gözlendiği referans sistemine ya da gözlem çerçevesine bağlı olarak tanımlanır. Eğer bir cisim, sabit kabul edilen gözlem çerçevesine göre zamanla yerdeğiştiriyorsa hareket ediyor görülürken, sabit olmayan başka gözlem çerçevesine göre hareketsiz görülebilir. Hareket halindeki otobüste oturan bir yolcu, otobüse göre hareketsiz, yere göre hareketlidir. Aynı yönde eşit süratlerle yanyana giden iki aracın sürücüleri birbirine göre hareketsizdir. Ancak bu araçlara zıt yönde giden bir aracın sürücüsüne göre ya da yolda durmakta olan bir yolcuya göre hareketlidir.
Yerde duran bir göziemeiye göre düşeyolarak inen yağmur damlalarının izlediği yol, hızla giden bir otomobilin şoförüne göre eğik görünür. Dolayısıyla hem hareket hemde hareket sırasında izlenilen yol, referans ya da gözlem çerçevelerine göre değişik olabilir.
Bir referans sisteminde duran bir cisim, başka bir referans sistemine göre hareketli olabilir. Cismin izlediği yörünge ise, gözlem çerçevesine göre doğrusal ya da eğriselolabilir.

Dinarnametre çeşitleri

Dinarnametre çeşitleri
Masa üzerinde çekilen kutunun hareket ettirilmesi için gerekli kuvvetin kaç nevvton olduğu, cisimlerin bulunduğu yerdeki ağırlıkları dinamometre kullanılarak ölçülebilir. Dinamometreler yapılışlarına göre uygun değerlerdeki kuvvetleri ölçer. Çünkü dinamometrede kullanılan yayın belli bir esneklik sınırı vardır. Her dinamometrenin ölçebileceği en büyük kuvvet değeri üzerinde yazılmıştır.

 Cisimlere etki eden kuvvetlerin doğrultu ve yönleri dikkate alındığında, cisimlerin dengelenmiş ya da dengelenmemiş kuvvetlerin etkisinde kaldığı görülür. Bir cisme birden fazla kuvvet uygulandığında cismin hareket edip etmeyeceği hareket ediyorsa hareket yönü, dengelenmiş ya da dengelenmemiş kuvvetlere göre belirlenir.

Cisimlere uygulanmış bir kuvvetin etkisi, uygulanan kuvvete zıt yönde uygulanacak yeni bir kuvvetle azaltılır. Halat çekme oyununda, bilek güreşi oyununda uygulanan kuvvete karşı zıt yönde kuvvet uygulayarak etki azaltılır. Hatta daha çok kuvvet uygulanırsa oyun kazanılabilir.

Duran cisimlere uygulanan kuvvet arttıkça cisimleri harekete geçirmek kolaylaşır. Bazen birden fazla kuvvet yerine tek bir kuvvet uygulayarak aynı etki yapılabilir. Dolayısı ile cisimlere birden fazla kuvvet uygulandığında kuvvetlerin yaptığı etkiyi tek başına yapabilen kuvvete net kuvvet ya da bileşke
kuvvet denir. Bileşke kuvvet R ya da Fnet şeklinde gösterilir.

 Bir cisme etkiyen net kuvvet sıfır ise, o cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir. Bu şekildeki dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde olan cisimler hareketsiz olarak kalır ya da sabit süratle yoluna devam eder.
Fizik i 1 O. Synyf
Bir cisme etkiyen net kuvvet sıfırdan farklı ise, o cisim dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir. Bu şekildeki dengelenmemiş kuvvetlerin etkisinde olan cisimlerin hareket yönünde ya da süratinde değişiklikler olur.

Duran bir top dengelenmemiş kuvvet etkisiyle harekete geçebilir. Dengelenmemiş kuvvet ile bir tenis topunun hareket yönü ve sürati değiştirilebilir. Dengelenmemiş kuvvet uygulanarak hareket halindeki bir top durdurulabilir.

Halat çekme oyununda halat hareketsiz iken kuvvetler dengelenmiştir. Halat, eğer bir tarafa çekilmiş ise o zaman dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir. Bilek güreşi oyununda eller haraketsiz iken dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir. Eller masaya doğru hareket ediyorken ise dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir.
 Bir cismin aynı noktasına uygulanmış kuvvetlerin dengelenmiş ya da dengelenmemiş olup olmadığı kuvvetlerin bileşkesi bulunarak söylenebilir.


Bir noktaya etki eden ve aynı doğruıtulu olan kuvvetlerin bileşkesi,
R = F1 + F2 şeklinde bulunur.

Bir cisme aynı doğrultuda ve aynı yönde kuvvetler etki ediyorsa, net kuvvetin büyüklüğü kuvvetlerin büyüklükleri toplamına eşit, net kuvvetin yönü ve doğrultusu ise kuvvetlerle aynı yönde ve doğrultuda olur.

Bir cisme aynı doğrultuda ve zıt yönde kuvvetler etki ediyorsa, net kuvvetin büyüklüğü kuvvetlerin büyüklükleri farkına eşit, net kuvvetin doğrultusu kuvvetlerle aynı doğruıtuda, yönü ise büyük kuvvet yönünde olur.

Kuvvetler aynı yönlü ve aynı doğrultuda ise bileşke kuvvet kuvvetlerin toplamına eşit büyüklüktedir. Aynı doğruıtulu, zıt yönlü iki kuvvetin bileşkesi büyük kuvvet ile küçük kuvvetin farkına eşit büyüklüktedir.

 Kuvvetlerin bileşkesi, çokgen, paralelkenar ve bileşenlerine ayırma yöntemleri kullanılarak bulunur. Doğrultuları birbirini kesen kuvvetlerde bileşke kuvvet çokgen ya da uç uca ekleme yöntemi, paralelkenar yöntemi ya da bileşenlerine ayırma yöntemlerinden birisi kullanılarak yapılabilir. Kesişen iki ya da daha fazla kuvvetin bileşkesi vektörel toplama yöntemi ile bulunur. Vektörel toplama demek, vektörlerin bileşkesini bulmak demektir. Kuvvet vektörel bir büyüklük olduğundan kısaca bileşke kuvveti ya da net kuvveti bulmak demektir.

HAREKETiN NEDENi

HAREKETiN NEDENi

 Cisimlerin harekete geçmesi ve sürat kazanması için itilmesi ya da çekilmesi gerekir. Bu itme ve çekme etkisi bir çok olayda gözlenir. Cisimlerin şekillerinin ve hareket yönlerinin değişmesi, hareket eden cisimlerin ise hızlanması ya da yavaşlaması, duran cisimleri n de harekete geçebilmesi, itme ya da çekme etkisiyle mümkündür.
itme ya da çekme etkisi, bazen temas gerektirirken bazende temas gerektirmez. Bazı durumlarda dengelenirken bazı durumlarda da dengelenmemiş olabilir. Gerçekleştirilecek olan her itme ya da çekme olayı için, mutlaka belirli bir enerji harcamak ya da güç kullanmak gerekir.
Belirli bir enerji harcayarak ya da güç kullanarak gerçekleştirilen etkiye kuvvet denir. Kuvvetin kaynağı enerjidir. Enerji olmadan kuvvetten bahsetmek anlamsızdır.


 Kuvvet, cisimlerde şekil, hız ve yön değiştiren etkidir. Etki ettiği cisimlerde şekil değiştirmesi, esnek cisimleri uzatıp sıkıştırması, duran cisimleri hareket ettirmesi, hareket halindeki cisimlerin hızında değişiklikler yapması kuvvet ile gerçekleşir. O halde, cisimlerin şeklini ve hareket durumlarını değiştiren etkiye kuvvet denir.

Cisimleri herhangi bir yönde hareket ettirmek için o yönde kuvvet uygulamak gerekir. Dolayısı ile hareketin hangi yönde olacağı uygulanacak kuvvetin yönüne bağlıdır. Futbolda, gol atılabilmesi için uygun bir doğrultuda şut çekilerek topun kaleye göderilmesi gerekir. Bovvling oyununda bütün lobutların devrilebilmesi için bovvling topunun doğrultusunun iyi ayarlanması ve ona göre kuvvet uygulanması gerekir. Küçük bir topu düşeyolarak yukarı doğru atıp tekrar tutabilmek için ya da yerde sektirebilmek için uygun bir şekilde kuvvet uygulamak gerekir. Aynı topun yatay bir düzlemde hareket ettirilebilmesi içinde düzleme paralel bir kuvvetin uygulanması gerekir. Bilardo oyununda ıstaka ile toplara kuvvet uygulanır ve topların uygun bir doğrultuda gitmesi sağlanır.

Halat çekme oyununda takımlar halata, rakip takımın uyguladığı kuvvetle aynı doğrultuda fakat zıt yönde kuvvet uygular. Aynı takımdaki herbir eleman ise halata aynı yönde kuvvet uygulayarak rakip takımın uyguladığı kuvveti yenmeye çalışır.

Düz bir zeminde hareket halinde olan cisme uygulanacak kuvvetin doğrultusu ve yönüde cismin hareketini etkiler. Hareket yönüne zıt yönde uygulanan kuvvet cismi yavaşlatırken, hareket yönünde uygulanan kuvvet ise cismi hızlandırır. Aynı cisme hareketine dik ya da uygun bir açı ile düzleme paralel olarak uygulanan kuvvet ise cismin hareket yönünü ve hızını değiştirir.

Basket topunun potaya atılmasında, tenis oyununda, masa tenisinde vs kuvvetin belirli doğrultuda ve yönlerde uygulanması gerekir. Musluğun açılmasında, bir masanın hareket ettirilerek yerinin değiştirilmesinde uygun bir yön ve doğrultuda kuvvet uygulanır. Hareket halindeki bir arabanın frenlerine basılınca fren kuvvetinin arabayı durdurması, rüzgarın estiği yönde yelkenliyi hareket ettirmesi, demir tozu, çivi ya da ataşa yaklaştırılan mıknatısın yaklaştırma doğrultusuna göre onları kendine doğru çekmesi, dalından kopan elmanın yerçekimi kuvvetinin etkisiyle yere doğru düşmesi, elektrikle yüklenmiş plastik bir çubuğun küçük kağıt parçaeıkiarını, yaklaştırıldığı tarafa doğru çekmesi, uçak gemilerine iniş yapan uçakların açılan paraşütlerinin uçağı aynı doğrultuda yavaşlatıp durdurucu kuvvet uygulaması, kuvvetin yönlü bir büyüklük olduğunu gösteren örneklerden bazılarıdır. Kuvvetler belirli yönlerde ve doğrultuda uygulanır. Dolayısı ile, "cisimlere uygulanan her kuvvetin bir yönü ve doğrultusu vardır" diyebiliriz.
Sonuç olarak, kuvvet vektörel olup, türetilmiş bir büyüklüktür. Kuvvetin, yönü, doğruıtusu, şiddeti ve bir uygulama noktası vardır. Yönleri zıt, doğrultuları aynı kuvvetler olabildiği gibi, farklı yön ve doğrultularda kuvvetler olabilir. Kuvvet F ile gösterilir. Kuvvetleri gösterirken oklar kullanılır. Okun yönü kuvetin yönünü, okun büyüklüğü kuvvetin büyüklüğünü verir.   

NET KUVVETiN SIFIR OLDUĞU DURUMDA CİSİMLERiN HAREKETi
 Duran ya da hareket halinde olan cisim ya da sistemler dengelenmiş kuvvetler etkisinde olduğu sürece durumlarında değişiklik olmaz. Cisimler başlangıçta ister durgun halde olsun isterse belirli bir hızla hareket ediyor olsun, net kuvvet sıfır olduğu sürece sahip oldukları hallerini devam ettirirler.
Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise, cisim ya durur ya da bir doğru boyunca sabit hızlı olarak hareketine devam eder.
Cisimleri n durması ya da bir doğru boyunca sabit hızla hareketine devam edebilmesi için bileşke kuvvetin sıfır olması gerekir.
Cisimleri n hareket durumları, etki eden net kuvvete göre yorumlanır. Başlangıçta cismin durup durmadığı, cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesinin sıfır olup olmadığı tespit edilerek cisimlerin hareketleri durumları söylenebilir. Net kuvvetin ya da bileşke kuvvetin sıfır olduğu durumlarda, duran cisimleri harekete geçirecek, hareket etmekte olan cisimlerin hareketinde değişiklikler yapacak etki olmadığından, duran cisimler durmaya, hareket halinde olan cisimler ise hareketine aynen devam eder.
ipe bağladığı sepeti balkondan sarkıtarak hareketsiz tutan bir çocuk, sepete etki eden yerçekimi kuvvetini ipe uyguladığı kuvvetle dengelediğinden net kuvvet sıfırdır. Yani sepet dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir. Bu durumda sepet sahip olduğu hali yani durma eylemini devam ettirecektir. çocuğun ipi biraz gevşek bırakmasıyla net kuvvet sıfırdan farklı olacak ve sepet biraz aşağı doğru hareket edecektir.
Düz yolda köpeğinin ipini tutan bir bakıcı, köpeğin ileri gitmek için yaptığı hamleleri ipe uyguladığı kuvvetle dengeleyerek köpeğin süratini korumaya çalışır. Bu durum köpeğin dengelenmiş kuvvetler etkisinde kalması yani köpeğe etki eden net kuvvetin sıfır olması demektir. Dolayısı ile köpek dengelenmiş kuvvetler etkisinde olduğundan sabit hızla hareketine devam edecektir.
Uçaktan atlayan paraşütçü, paraşütü açtıktan bir süre sonra sabit süratle aşağı doğru inmeye başlar. Bu sırada paraşüte etkiyen havanın direnç kuvveti paraşütçünün toplam ağırlığını dengelediğinden paraşütçü dengelenmiş kuvvetler etkisindedir. Yani paraşütçüye etkiyen net kuvvet sıfırdır. Net kuvvet sıfır iken o anda paraşütçünün hızı olduğu için paraşütçü o hızla yoluna devam edecektir.
Yağmur yağarken yağmur damlaları sabit hızlarla yere düşer. Yağmur damlasına yer çekiminin uyguladığı ağırlık kuvveti havanın direnç kuvvetiyle dengelendiğinden yağmur damlası dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir. Dolayısı ile yağmur damlası sabit hızla hareketine devam edecektir.
Düz bir yolda giden aracın motor kuvveti yoldaki sürtünme kuvvetini dengelediği sürece araç sabit süratle hareketine devam eder. Çünkü bahsi geçen durumda araç dengelenmiş kuvvetler etkisinde olacaktır. Ancak, motorun ürettiği kuvvet arttıkça araç hızlanmaya başlar.
 
Bir uçağın sabit hızla uçması, üzerine etki eden net kuvvetin sıfır olduğunu gösterir. Bu da uçağa motorları vasıtasıyla uygulanan itici kuvvete eşit büyüklükte ve zıt yönde başka kuvvetlerinde etki ettiğini gösterir. Bahsi geçen başka kuvvetler arasında, uçağa hava tarafından uygulanan sürtünme kuvveti vardır.
 Durgun bir cisme sabit bir kuvvet etki ederse ne olur? Hareket halindeki bir cisme sabit bir kuvvet uygulanırsa ne olur? Sürtünmesiz ortamda cismin hareketini devam ettirmek için sürekli bir kuvvet uygulamak gerekir mi? Cismin hızı değiştikçe uygulanan kuvvette değişir mi?
Şimdi bu sorulara cevap arayalım. Durmakta olan bir cisim için hareket söz konusu olamaz. Bu cismin konumunu değiştirmek için üzerine mutlaka bir etki uygulamak gerekir. Bu etki; itmek, kaldırmak ya da başka varlıklardan yararlanarak cisim üzerine etki uygulamak şeklinde olabilir. Eğer bir cismin daha hızlı hareket etmesi isteniyorsa, daha büyük kuvvete ihtiyaç vardır. Dolayısı ile cisim üzerine daha kuvvetli bir etki uygulandığında, cismin hızı daha büyük olacaktır. Örneğin dört at ile çekilen bir at arabası, iki at ile çekilene göre daha hızlı gider. Sonuç olarak, hız yapılan etkiye her zaman bağlıdır.