Eğer maddesel bir noktanın yeri mutlak bir koordinat eksenler sistemine göre tarif edilirse ve bu maddesel nokta dışarıdan başka cisimlerin etkisi altında bulunmuyorsa bu nokta ivmesiz olarak hareket edecektir; yani ya yani ya hareketsiz duracak veya bir doğru üzerinde sabit bir hızla hareket edecektir.

Newton'un bu ifadesi şöyle açıklanabilir: Bir kuvvetin uygulanmasıyla durumunu değişmeye mecbur edilmediği takdirde, her cisim bulunduğu hareketsiz halinde veya düzgün hareket halinde kalır.Yani daha açık söylemek gerekirse: Hareketsiz halde duran ya da sabit bir hızla hareket etmekte olan bir cisme, herhangi bir başka kuvvet uygulanmadığı sürece bu durağan halini ya da sabit hızlı halini korur.(Otobüs birden durduğunda yolcuların birden öne doğru savrulduklarına dikkat etmişsinizdir. Savrulmanın nedeni, yolcuların durma anından önceki sabit hızlı hareketlerini sürdürmeleridir.)

Bütün deneylerimiz gösterir ki; nerede ve ne zaman bir ivme meydana gelirse, bu ivme iki sebebin yalnız birinden veya her ikisinden dolayı meydana gelir. Bu ivme, kullanılan sistemin mutlak bir eksenler sistemi olmadığından veya başka cisimlerin etkisinden veya her iki sebepten ötürü olabilir. Başka bir sebep mümkün değildir.

Bu iki sebebin mevcut olmaması halinde, maddesel noktanın ivmesi bulunmayacağı hakikati, bazen her noktanın eylemsizliği vardır sözü ile ifade edilir ve bu sebepten mutlak bir eksenler sistemine eylemsiz sistem denir.

Kanunun kendisi, eylemsiz bir sisteminin anlamını genişletmemize imkan verir. Dolayısıyla, herhangi bir S1 eksenler sistemi mutlak bir eksenler sistemine göre ivmesiz olarak hareket ediyorsa, bir P maddesel noktasının S1 sistemine göre ivmesi mutlak bir sisteme göre ivmesinin aynı olacaktır; yani S1 de eylemsiz bir sistem olacaktır. Böylece birinci kanun doğru ise, yukarıda sözü geçen S sistemi çok büyük bir ihtimalle eylemsiz bir sistemdir.

Birinci hareket kanunu, eğer P maddesel noktası başka bir cisim veya cisimlerin etkisi altında kalıyorsa ve bu etkiler birbirini yok etmiyorlarsa, P'nin eylemsiz bir eksenler sistemine göre hareketine ivme verilmiş olacaktır. Başka cisimlerin etkisi altında kaldığı zaman P maddesel noktası kuvvet etkisi altındadır denir. Birinci kanuna göre, bu takdirde , kuvvet sadece ivme ortaya çıkaran bir şeydir. Bu ancak başka cisimler tarafından uygulanır ve ortaya çıkardığı ivme ile ölçülür. Biz kuvvetleri verilen bir veya başka başka (fakat belli) maddesel noktalar üzerinde meydana getirdikleri ivmeleriyle karşılaştırabiliriz.

EYLEMSİZLİK PRENSİBİ


Bir cisme uygulanan hiçbir kuvvet yoksa ya da cisme uygulana kuvvetlerin bileşkesi 0 ise cisim ya hareketsiz kalır ya da düzgün doğrusal hareket yapar.Örneğin sıra üzerinde duran bir kitaba dışarıdan bir kuvvet uygulanmadıkça sonsuza kadar bırakıldığı yerde kalır.Başka bir cisme eşit büyüklükte zıt yönde iki kuvvet uygulanırsa kuvvetler birbirini yok edeceğinden cisim hareket etmez.Sürtünmesiz bir ortamda bir misketi harekete geçirdiğimizde misket düzgün doğrusal hareket yapar.
Duran bir otobüste ayaktaki yolcuların haberi olmadan otobüs aniden hareket ederse yolcular arkaya doğru itilir.Hareket halindeki bir otobüsün aniden fren yapması sonunda ayaktaki ve oturan yolcuların öne fırlamaları yolcuların bulundukların durumları korumak istemelerinden kaynaklanıer.Trafik kazalarında arabaların ön koltuklarında oturanların ani fren sonunda kafalarını cama çarpmamaları için emniyet kemeri takmaları zorunludu.Duran bir cismi herhangi bir kuvvet etkilemedikçe sürekli durur.Hareket halindeki bir cismi hareketini engelleyecek bir kuvvet etki etmedikçe hareketine devam eder .Bu özelliğe eylemsizlik denir.


İVME Bütün hareketliler sabit hızla hareket etmezler.Hareketlinin yol durumunu ve ani olayları göz önünde bulundurursak,hareketlinin bazen yavaşlıdığını bazen hızlandığını görürüz.
Bir Hareketlinin Birim Zamandaki Hız Değişimine İvme Denir.Bu değişim artma yada azalma şeklinde olur.İvme sembol olarak a ile gösterilir.Hızın giderek artması ivmeyi pozitif yönde etkiler,hızın azalması ivmeyi negatif olarak etkiler.

Eylemsizlik


Durmakta olan cisimlerin durma istemine, hareket etmekte olan cisimlerin hareket etme istemine eylemsizlik ya da atalet denir.

Bir araç hızlanırken içerisindeki cisimler geriye doğru itilir. Araç fren yaptığında içerisindeki cisimler öne doğru itilir. Bu durumlarda cisimlere etkiyen kuvvete eylemsizlik kuvveti denir. Eylemsizlik kuvveti sistemin ivmesiyle zıt yönde oluşur.
Eylemsizlik momenti

Eylemsizlik momenti veya atalet momenti (SI birimi kilogram metrekare kg m2), dönme hareketi yapan bir cismin dönme eylemsizliğidir. Nasıl ki, duran bir cismin eylemsizliği cismin kütlesidir, öyle de, dönen bir cismin eylemsizliği de eylemsizlik momentidir.

Atalet(eylemsizlik) momenti kavramı iki başlık altında incelenir. Alan atalet momenti ve kütlesel atalet momenti.

Alan Atalet Momenti: Keyfi seçilen bir koordinat sistemine göre bir cismin 2 boyutu(yüzeyi) ele alınmış olsun. Bu yüzey, keyfi seçilen koordinat sisteminin bir eksenine dik olsun. Yüzeyin şekil değiştirmeme isteğinin yüzeyi içine alan eksenlere göre tanımlanmış haline alan atalet momenti denir. Cismin seçilen yüzeyine dik eksen z ekseni olsun. Yani incelenen düzlem x-y düzlemi üzerindedir. Bu şekliyle alan atalet momenti x eksenine ve y eksenine göre ayrı ayrı tanımlanabilir.

Eğer eylemsizliğini bulmak istediğimiz yüzey homojen ve tek boyutlu ise [landa]=dM/dL=M/L ; iki boyutlu ise [sigma]=dM/dA=M/A ; üç boyutlu ise [ro]=dM/dV=M/V kullanılır. Örneğin tek boyutlu olarak bir tel düşünelim;

Ix=∫ y2 dM --------------- dM=(M/L).dL

Iy=∫ x2 dM --------------- dM=(M/L).dL

iki eksene göre tanımlanmış alan atalet momentlerinin toplamına polar atalet momenti denir

Ip= Ix + Iy

Ip=∫ (x2 + y2) dM = ∫ q2 dM

Bence bunlar bir sonuca göre tanımlanmıştır. Bu tanımlar üretilen teorik formullerde ayrı bir ifade olarak yer aldığından, böyle bir isim verilmeye ihtiyaç duyulmuştur.

Alan atalet momenti, malzemelerin burulması(polar atalet momenti kullanılır) ve eğilmesinde(alan atalet momenti kullanılır) teorik formullerin içerisinde bulunmaktadır. Kısaca yüzey şeklini değiştirmeye çalışan kuvvete koyduğu tepkidir. Görülüyor ki birimi metre4 dür. yani yüzeyin alanın herhangi ufak bir değişimi tepkiye çok fazla yansıyacaktır.

Kütlesel Atalet Momenti:

Dönme veya salınım hareketi yapan bir cisme hareketinden dolayı, cismi hareket ettiren bileşke kuvvetin dışında bir kuvvet etkir. Bu kuvvete atalet kuvveti denir. Hareketin çeşitli koordinat sistemlerinde(kartezyen koordinat sistemi, yarı kutupsal koordinat sistemi,doğal koordinat sistemi)vektörel olarak tanımlanmasıyla , yer vektörünün zamana göre iki kez türevi alınmasıyla ivmenin vektörel olarak büyüklüğü belirlenmiş olur. Bu ivmenin bulunduğu kütle bir atalet kuvveti oluşturur.

F=m.a

Bu kuvvet gürültü ve titreşimlere neden olduğundan istenmez ve bir şekilde sönümlenmeye(yok edilmeye) çalışılır ve buna dinamik dengeleme denir.


Kütlesel atalet momentini tanımlamak için hareketli cismin dinamik(hareketli) ve statik(durgun) haldeki durumlarına uygun olan, cisim üzerinden noktalar belirlenmelidir.

Genel olarak statik cisimler tek noktaya indirgenir.Yani, durgun halde L uzunluğunda homojen bir silindirin ağırlık ve kütle merkezi olan tam ortasına indirgenir ve sanki cisim orada toplanmış gibi düşünülür.Fakat dönme veya salınım hareketi yaptığında bir noktaya göre tanımlamak bazen dinamik özellikleri yansıtmaz ve gereken, çubuğu 2 noktaya veya dönme ya da salınım hızı arttıkça 3 noktaya indirgenebilinir.Hareketin karmaşıklığı arttıkça kütlenin indirgendiği nokta sayısı da arttırılabilir.Fakat 4 noktadan fazlası problemin çözümünden sapmayı arttırır. Örnek olarak bir içten yanmalı motorun temeli olan bir krank-biyel mekanizması düşünelim. Biyel, çok karmaşık hareket yaparak çalışır. Dakikada 1000 devre kadar 2 noktaya, 1000 devirden sonra 3 noktaya indirgemek makuldur.

Eylemsizlik, maddenin konumunu değiştirmeme eğilimidir. ÖRNEK: Otobüs aniden firen yapınca öne doğru eğilme, bizim konumumuzu korumak için yaptığımız bir eylemdir.
Eylemsizlik cisimlerin hızlarını koruma istekleridir. Newton'un 1. hareket kanunu ile ilişkilidir. Bu kanun ise, boşlukta bir cisme ilk ivmesi verildiği andan itibaren sonsuza kadar aynı hızla gidecegi ya da duran bir cisme etkiyen kuvvetlerin bileşkesinin "0" olduğu zaman sonsuza kadar durmaya devam edeceğini anlatır.
Bir araç hızlanırken içerisindeki cisimler geriye doğru itilir. Araç fren yaptığında içerisindeki cisimler öne doğru itilir. Bu durumlarda cisimlere etkiyen kuvvete eylemsizlik kuvveti denir. Eylemsizlik kuvveti sistemin ivmesiyle zıt yönde oluşur.
Duran bir otobüste ayaktaki yolcuların haberi olmadan otobüs aniden hareket ederse yolcular arkaya doğru itilir. Hareket halindeki bir otobüsün aniden fren yapması sonunda ayaktaki ve oturan yolcuların öne fırlamaları yolcuların bulundukların durumları korumak istemelerinden kaynaklanır. Trafik kazalarında arabaların ön koltuklarında oturanların ani fren sonunda kafalarını cama çarpmamaları için emniyet kemeri takmaları zorunludur. Duran bir cismi herhangi bir kuvvet etkilemedikçe sürekli durur. Hareket halindeki bir cismi hareketini engelleyecek bir kuvvet etki etmedikçe hareketine devam eder. Bu özelliğe eylemsizlik denir.

bir cismin yapmakta olduğu hareketi ya da hareketsizlik durumunu koruma özelliğidir. Bu özellik nedeniyle, duran bir cisim kendisini hareket etmeye zorlayan, hareketli bir cisim de kendisini durdurmaya ya da hareketini değiştirmeye çalışan kuvvetlere karşı direnç gösterir.
Kalabalık bir otobüste ayakta durduğunuzu düşünün. Otobüs bir durakta bekledikten sonra birden hareket edince kendinizi geriye doğru itilmiş ya da savrulmuş bulursunuz. Bunun nedeni, hareketsiz durumunu sürdürmek isteyen ve otobüsün ileriye doğru uyguladığı kuvvete karşı direnen vücudunuzun eylemsizliğidir. Aynı biçimde, gene eylemsizlik nedeniyle, otobüsle birlikte hareket etmekte olan vücudunuz otobüs durduktan sonra da bu hareketi sürdürmek isteyecektir. Bunun sonucunda, otobüs giderken birden sert bir fren yaparak durursa, bu kez de ileriye doğru savrulursunuz.
Eylemsizliğin bilimsel açıklamasını 17. yüzyılda İngiliz fizikçi ve matematikçi Sir Isaac Newton yapmıştır. Newton'ın "birinci hareket yasasf'na göre, düzgün doğrusal hareket yapan bir cisim, dıştan etki eden bir kuvvet olmadıkça bu hareketini sürdürür. Bu yasa fizikte daha çok "eylemsizlik ilkesi" adıyla bilinir.
Eylemsizlik kütleyle doğru orantılıdır. Büyük kütleli bir cismi harekete geçirmek, küçük kütleli bir cismi harekete geçirmekten daha zorc ur. Bu iki cisim bir kez harekete geçtikten sonra da, gene büyük kütleli olan kendisini durdurmak isteyen kuvvete karşı daha büy ik bir direnç gösterir; çünkü mo-mentumu daha büyüktür. Tıpkı eylemsizlik gibi cismin bir özelliği olan momentum, kütle ile hızın çarpımına eşittir. Demek ki bir cisim ne kadar ıızh hareket ediyorsa momentumu da o kad;.r büyük olacaktır. Aynı biçimde, eğer cismin kütlesi büyükse momentumu da büyük ola:ağından bu cismin hareketini durdurmak caha güç olacaktır.Bir cismin eylemsizliğini ölçmek, aynı zamanda onun kütlesini ölçmek demektir.

Beğeniler: 0
Favoriler: 0
İzlenmeler: 915
favori
like
share