Fizik

        FİZİK MERKEZİ OLMAYAN ESNEK ÇARPIŞMALAR

Esnek çarpışmalar
İki bilardo topunun çarpışması, sertliklerinin yüksek olmasından dolayı, “neredeyse” tamamen esnek bir çarpışmaya örnek olarak verilebilir. Tamamen esnek olan çarpışmalar sadece teoride, sertlikleri matematiksel olarak sonsuz olan iki cisim arasında var olabilir. İki topun çarpışması esnasında momentumun korunmasının yanı sıra, çarpışma öncesi kinetik enerjilerin toplamı, çarpışma sonraki toplama eşit olmalıdır:

Bir boyutta
Bir Newton beşiği , momentum korunumunu gösteriyor.Başlangıç hızları bilindiğinde, kafa-kafaya olan çarpışmalardaki son hızlar şöyle verilir

Birinci cismin kütlesinin diğerinkinden çok daha fazla olduğu durumda (yani, m1 » m2), son hızlar yaklaşık olarak şöyledir

O halde daha fazla kütleli cisim hızını değiştirmez, ve daha az kütleli cisim, diğerinin hızının iki katı kadar daha hızlı ve kendi orijinal hızı kadar daha yavaş hareket eder.
Eşit kütleli iki cismin kafa-kafaya çarpışmasında (yani, m1 = m2), son hızlar şöyle verilir

Yani hızlar basitçe değiş tokuş edilirler. Eğer birinci cisim sıfır olmayan u1 ilk hızına sahip olup ikincisi ise duruyorsa, çarpışmadan sonra birinci cisim duruyor olup, ikincisi u1 son hızı ile hareketine devam edecektir. Bu fenomenin temsili Newton beşiği ile gösterilebilir.

ÖRNEK: İlk hızları ve kütleleri: m1=1000kg, u1=5m/s, m2=0.1kg, u2=0m/s. Son hızları yaklaşık olarak verilmiştir: v1=4.999m/s, v2=9.999m/s

Moment ve Denge Konu Anlatımı

Moment
Kuvvetin döndürme etkisine moment denir. M sembolü ile gösterilir. Vektörel bir büyüklüktür. Momentin büyüklüğü uygulanan kuvvet ile kuvvetin moment alınan noktaya dik uzaklığının çarpımına eşittir. Birimi Newton.metre(N.m) dir.

Uzantısı moment alınan noktadan (O noktası) geçen kuvvetlerin döndürme etkisi yoktur. Dolayısı ile Şekil II deki F kuvvetinin momenti sıfırdır.

Şekildeki F kuvvetinin momentini bulalım.

I.yol:
F kuvvetini Fx ve Fy olmak üzere bileşenlerine ayıralım Fx kuvvetinin uzantısı O noktasından geçtiği için moment sıfırdır. Dolayısı ile Fy nin momentine bıkılır.

II. yol

F kuvvetinin uzantısı çizilir. Daha sonra bu uzantıya O noktasından dik inilir. F kuvvetiyle bu dik doğru parçasının uzunluğunun (d) çarpımı momenti verir.

Örnek:

Şekildeki O noktası etrafında dönebilen levhaya aynı düzlemde etki eden F büyüklüğündeki kuvvetler gösterillmiştir.
Bu kuvvetlerin O noktasına göre momentleri M1, M2, M3 olduğuna göre, bu momentler asındaki ilişki nedir?

Çözüm:

Bileşke Moment

Birden fazla kuvvetin etkisinde kalan cismin hangi yönde döndüğünü bulmak için bu kuvvetlerin momentlerinin toplamına bakılır. Bileşke moment sıfır çıkarsa cismin dönmediği anlaşılır.

F1 kuvveti seçilen (–) yönde,
F3 kuvveti seçilen (+) yönde ve
F2 kuvvetide (–) yönde çubuğu döndürmek isteyecektir. Toplam moment
M = –F1.d1 – F2.d2 + F3.d3 den hesaplanır.

Kapı açılırken kapıya uygulanan kuvvet kapıyı menteşeleri
etrafında döndürür.

Örnek:

O noktasından geçen dik eksen etrafında serbestçe dönebilen levhaya F, 2F ve 3F büyüklüğünde kuvvetler uygulanmıştır.
Buna göre, bu levhanın dönme yönü ve levhaya etki eden bileşke momentin büyüklüğü nedir?

BASİT MAKİNELER

·                   Günlük hayatta işimizi kolaylaştıran aletlere basit makineler denir. Bu basit makineler kuvvetin doğrultusunu, yönünü ve değerini değiştirerek günlük hayatta iş yapmamızı kolaylaştırır. ·                   Kuvvet, yol, hız veya zamandan kazanç sağlamak için kullanırız. Fakat hepsinden ayni miktarda kazanç sağlanmaz.Birinden kazanç varsa, diğerlerinden aynı oranda kayıp vardır. Mesela kuvvetten kazanç sağlanmışsa yoldan, zamandan ve hızdan kayıp vardır. ·                   Basit makineler de iş veya enerjiden kesinlikle kazanç sağlanamaz. Sadece iş kolaylığı sağlar. ·                    ·                   Kuvvet kazancı, yükün kuvvete oranı olarak ifade edilir ·                    1.      KALDIRAÇLAR Bir destek noktası etrafında dönebilen sağlam yapılı çubuktan oluşan düzeneğe kaldıraç denir. Kaldıraçta, kuvvetin destek noktasına olan uzaklığına kuvvet kolu, yükün destek noktasına olan uzaklığına da yük kolu denir. Bir kaldıraçta kuvvetten kazanmak için kuvvet kolunun, yük kolundan büyük olması gerekir böylelikle cisimler ağırlığından daha küçük kuvvetlerle dengede tutulabilirler. a. Çift taraflı kaldıraçlar: Destek noktası ortada kuvvet ve yükün farklı uçlarda olduğu kaldıraç tipidir. Örnek olarak; tahterevalli, makas, eşit kollu terazi, keser, pense, kriko, karga burnu, yan keski, kerpeten. Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu b. Tek taraflı kaldıraçlar: Destek noktasının bir uçta olduğu kaldıraç tipidir. 1)      Yükün; kuvvet ile destek arasında olduğu kaldıraçlar; F.x = P.y Örnek: el arabası, ceviz kıracağı, kürek 2)      Kuvvet; yük ile destek arasında olan kaldıraçlar :  F.x = P.y Örnek: cımbız, maşa, tel zımba 2. MAKARALAR Makaralar da iş yaparken bir takım kolaylıklar sağlayan basit makinelerdendir. Günlük yaşamda en fazla gördüğümüz şekliyle inşaatlarda harç, tuğla ve diğer yapı malzemelerini taşımak için kullanılmaktadır. a.      Sabit Makara b.      Hareketli Makara: c.       Palangalar: 3. EĞİK DÜZLEM 4. VİDA Not: Girme miktarı(h) N ile a’ya bağlıdır. F, P veya r ye bağlı değildir. 5. ÇIKRIK Kuyu düzeneği, et kıyma makinesi, el matkabı, araba direksiyonu , kapı anahtarı gibi araçlar çıkrığa örnektir. Silindirler çakışık, dönme sayısı ve yönü aynıdır. 6. DİŞLİ ÇARKLAR Hareketin hızını yönünü ve yerini değiştirmek için kullanılan düzeneklerdir. Dişlilerde çap ile diş sayısı doğru orantılıdır. a.       Çakışık Eksenli: dönme yönü ve sayısı aynıdır. b.      Farklı Eksenli : Dönme yönleri ve sayıları farklıdır. 7. KASNAKLAR NOT:

BASİT MAKİNELER

Fıkra: Bir fizikçi, bir kimyacı ve bir matematikçi ıssız bir çölde mahsur kalırlar. Günler geçtikçe yiyecekleri hızla azalır ve bir müddet sonra üçünün de bir teneke konserve kutusunda son yiyecekleri kalır. Fakat kutunun kapağını açmaları gerekmektedir ki, bu da elle olacak bir şey değildir. Fizikçi nasıl açsam diye düşünürken aklına basit makineler gelir ve çantasından çıkardığı bir takım aletlerle konservenin kapağını açar, karnını doyurur. Kimyacı da fizikçinin verdiği ilhamla çantasından asit çıkararak tenekenin kapağına döker, kapak açılır ve kimyacı karnını doyurur. Matematikçiye sıra gelir. Kapağı nasıl açsam diye düşünürken, teoremleri ispatlarken kullandığı bir yöntem aklına gelir; " kabul edelim ki açık olsun" der, kutuyu ağzına atar.