Slayt 1 - SABİS - Sakarya Üniversitesi

Etki ( Impulse ) ve Momentum
Dr. Murat Çilli
Sakarya Üniversitesi
Beden Eğitimi ve Spor Yüksekokulu
Antrenörlük Eğitimi Bölümü
Etki ( Impulse ) ve momentum sportif hareketlerde
önemli rol oynar.
Etki (impulse) , J [Ns]
Etki, uygulanan ortalama kuvvet ve bu kuvvetin etkide
bulunduğu süre ile ilişkilidir.
Vektörel bir büyüklük olan etki uygulanan kuvvet ile aynı
yöndedir.
J  F  t
Ortala kuvvet (F) ve temas süresinin bilindiği
durumda (Δt)
J  F  t
Zamana bağlı kuvvet davranışı bilindiğinde
eğri altındaki alan etki (J) olarak hesaplanır.
P=mv (kgm/s)
momentumun yönü hız vektörü
ile aynı yöndedir.
Toz kar 300 km/h
Çığın sahip olduğu yıkım gücü hareketlenen karın hızı ve kütlesi
ile ilişkilidir.
Islak Kar; 100 km/h hız ve 100,000 ton kütleye sahip olabilir
Super heavyweight
Elin kütlesi = 4.97 kg
Elin hızı = 8.3 m/s
P=4.97x8.3=41 kgm/s
Flyweight
Elin kütlesi = 2.31 kg
Elin hızı = 9.2 m/s
P=2.31x9.2=21 kgm/s
Kazanan ?
Kütle = 60 kg
Hız= 7 m/s
Momentum = 420 kgm/s
Kütle = 200 kg
Hız= 2 m/s
Momentum = 400 kgm/s
Enerji, bir cisim ya da sistemin iş yapabilme yeteneği anlamındadır.
Doğrudan ölçülemeyen bir değer olup fiziksel bir sistemin durumunu
değiştirmek için yapılması gereken iş yoluyla veya enerji türüne göre
değişik hesaplamalar yoluyla bulunabilir.
Sözcük, Eski Yunan dilindeki εν = aktif ve εργον = iş kelimelerinden
türemiştir, bu açıdan anlam olarak 'işe dönüştürülebilen' bir şey
olduğu söylenebilir.
Birimi, iş birimi ile aynıdır. (N.m=J)
Enerji çeşitli şekillerde bulunabilir. Fakat bu şekillerin tamamı iki ana
başlıkta incelenebilir. Bunlar kinetik enerji ve potansiyel enerjidir.
Potansiyel enerji: Bir nesnenin konumundan dolayı, diğer
nesnelere bağlı olan enerjisidir.
•Yer çekimi Potansiyel Enerjisi
•Isı (Termal) Potansiyel Enerji
•Elektrik Potansiyel Enerjisi
•Nükleer Potansiyel Enerji
•Manyetik Potansiyel Enerji
•Elastik Potansiyel Enerji
Kinetik enerji: Bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu
enerjiye Kinetik Enerji denir.
•Mekanik Enerji
m: kütle (kg)
h: yükseklik (m)
g: yer çekimi ivmesi (m/s2)
m: kütle (kg)
V = 10 m/s
m = 80 kg
KE=1/2 m V2
KE= 4000 J
V = 20 m/s
m = 80 kg
KE=1/2 m V2
KE= 16000 J
m = 80 kg
h= 150 m
g =9.81 m/s2
PE = mxgxh
PE= 80x9.81x150
PE= 117720 J
m = 80 kg
h= 100 m
g =9.81 m/s2
PE = mxgxh
PE= 80x9.81x100
PE= 78480 J
h = 150 m
h = 100 m
• Enerji ısı, hareket yada ses gibi bir çok biçimde karşımıza
çıkabilir.
• Enerji bir cisimden diğer cisme aktarılabilir.
• Kapalı bir sistemde, potansiyel enerjinin, kinetik enerjiye veya
kinetik enerjinin, potansiyel enerjiye dönüşümünde, her
birindeki artma, diğerindeki azalmaya eşittir. Kapalı bir
sistemde enerji korunacağından sabit bir değeri vardır.
• Enerji vardan yok , yoktan var edilemez. Ancak farklı enerjilere
dönüşerek korunur.
Enerjinin korunumu
Kapalı bir sistemde, potansiyel enerji’nin, kinetik enerjiye veya kinetik
enerji’nin, potansiyel enerjiye dönüşümünde, her birindeki artma,
diğerindeki azalmaya eşittir. Kapalı bir sistemde enerji korunacağından sabit
bir değeri vardır.
Yandaki şekilde 0.2 kg kütleye sahip top yukarı doğru
fırlatılmaktadır. Topun zeminden 10m yüksekliğe ulaşabilmesi
için hangi hızla fırlatılması gereklidir ? g=10m/s2
Topun tepe noktadaki toplam enerjisi;
E=PE+KE
E=(0.2x10x10)+(1/2x0.2xV2)
Topun tepe noktadaki hızı sıfır olduğundan
E=(0.2x10x10)=20 joule
h=10m
Toplam enerji korunacağından tepe noktadaki toplam enerji
başlangıç konumundaki toplam enerjiye eşit olmalıdır.
E=20=PE+KE
20=(0.2x10xh)+(1/2x0.2xV2)
Başlangıç konumunda h=0 olduğundan
20=(1/2x0.2xV2)
V=14 m/s
İş (Work)
Belirli bir kuvvetin belirli bir mesafe uygulanması mekanikte iş
olarak ifade edilmektedir.
Bir işten bahsedebilmek için F büyüklüğünde bir kuvvetin bir
cismin üzerinde d büyüklüğünde bir yer değiştirmeye neden
olması gerekir.
Bir ağırlığı hareket ettirdiğimizde, ya da kendi vücut ağırlığımız
hareket ettirdiğimizde iş yapmış oluruz.
Hareketin yönü ile uygulanan kuvvetin yönü arasındaki açıya bağlı
olarak gerçekleştirilen işin büyüklüğü değişecektir. İyi bir teknik ile
aynı işi daha az kuvvet kullanarak gerçekleştirebilmek mümkün
olabilir.
SI birim sisteminde;
iş= joule,
zaman ise saniye ile ifade edilir.
Güç birimi ise joule/saniye olacaktır.
Bunun da SI sistemindeki karşılığı Watt'dır. Watt biriminin
kullanılmasının nedeni ise buhar makinesini icat eden İskoçyalı
bilim adamı James Watt'dan dolayıdır.
Watt küçük bir güç birimi olduğunda bunun yerine 1000 katını
ifade eden kilowatt (kw) kullanılmaktadır.
Taşıtlarda ise watt yerine beygir gücü ifadesi kullanılır. 1 BG=736
watt'dır.
Güçlü ?
!!!
Kuvvetli ?
Çoğu sportif harekette uygulanan
kuvvetin
büyüklüğünden
çok
kuvveti ne kadar kısa sürede
uygulayabildiğimiz önem taşır.
İki farklı beden ağırlığına sahip sporcunun hesaplanan güç
değerlerinin karşılaştırılmasında ise relatif güç değerinin
kullanılması daha anlamlı olacaktır. Relatif Güç, sporcunu her
bir kilogramı başına düşen güç değeri olarak ifade edilebilir.
Beden ağırlığı 100kg
m=120kg
d=1.8m
t=1.2s
W=120x10x1.8=2160Nm
P=W/t=2160/1.2=1800 Watt
Relatif Güç =Güç / beden ağırlığı
Relatif Güç =1800 / 100=18 watt/kg
Beden ağırlığı 120kg
m=120kg
d=1.8m
t=1.4s
W=120x10x1.8=2160Nm
P=W/t=2160/1.4=1542 Watt
Relatif Güç =Güç / beden ağırlığı
Relatif Güç =1542 / 120=12.8 watt/kg