DİNAMİK Dinamik: Hareketin veya hareketteki değişmelerin sebeplerini araştırarak, kuvvet ile hareket arasındaki ilişkiyi inceleyen mekaniğin alt bölümüdür. Kuvvetin harekete etkisini anlatan matematik bağlantılara, Newton'un hareket kanunları denir. Newton'un Hareket Kanunları I: Eylemsizlik Prensibi II: Kütlenin Tanımı (Temel Prensibi ) III: Etki-Tepki Prensibi Kuvvet-Zaman grafiği ile İvme-Zaman grafiği aynıdır. Buradan yola çıkılarak hız-zaman ve konum-zaman grafikleri çizilebilir. 1.Kanun: Eylemsizlik Prensibi Bir cisme etki eden kuvvetler yoplamı sıfır ise cisim durumunu korur. Cisim duruyorsa durgunluğunu, hareket ediyorsa hareketliliğini devam ettirme isteğine “eylemsizlik” denir. 3.Kanun: Etki-tepki Prensibi Herhangi bir cisim başka bir cisme etkiyince, ikinci cisim de birinciye aynı doğrultuda, zıt yönde ve eşit şiddette bir tepki gösterir. Fnet = 0 ise; cisim sonsuza kadar durur. F1 = - F2 Burada dikkat edilmesi gereken nokta, etki edilen cisim ile tepki gösteren cismin farklı cisimler olduğudur. Yani etki ve tepki kuvvetleri farklı yüzeylere uygulanır. Bu nedenle etki ve tepki kuvvetleri birbirini dengelemez. Fnet = 0; cisim sabit hızla yoluna devam eder. 2.Kanun: Temel Prensibi Uyarılar: Bir cisme uygulanan kuvvet ile bu kuvvetin kazandırdığı ivme arasında sabit bir oran vardır. Bu orana “cismin kütlesi” denir. 1. Bir sistemdeki tüm cisimlerin ivmeleri eşit büyüklükte ise dinamiğin temel ilkesi uygulanır. Fnet ( sistem ) = m sistem .a 2. Bir sistemde cisimlerin ivmeleri büyüklükleri farklı olabilir. Bu durumda dinamiğin temel prensibi cisimlere ayrı ayrı uygulanır. F 2 F 3F sabit m a 2a 3a Fnet = m.a 1 SÜRTÜNME KUVVETİ Sürtünme kuvveti cismin alt yüzeyi ile hareket ettiği ortamın yüzeyi arasında oluşan ve cismin hareketini engellemek isteyen kuvvettir. Sürtünme kuvveti; cismi yüzeye bastıran dik kuvvetle orantılıdır. Sürtünme kuvveti fs ile gösterilir. Fs=k.N bağıntısıyla bulunur. Fey > Fsür ise cismin ivmesi; a Sürtünen yüzeyin büyüklüğüne bağlı değildir. m1 Fsür > F ey ise cisim m2 kütleli cisimle aynı ivmeyle hareket eder. Bu ivme; a Fey Fsür F m1 m2 Özel Durum 2 Üst üste olan iki cisimden üsttekine kuvvet uygulanırsa: Sürtünme kuvveti her zaman hareket yönüne zıt yöndedir. Yüzeyin cisme gösterdiği tepki kuvveti yüzeye bastıran dik kuvvetle orantılıdır. Fs > F ise sistem ortak hareket eder. m1 ve m2 ‘nin ivmesi aynı olur. F a m1 m2 F = Fsür olursa sistem yine ortak hareket eder. F > Fsür olursa m1 ve m2 kütleli cisimlerin ivmeleri ayrı ayrı hesaplanıp karşılaştırılması gerekir. Bir cismi hareket ettirebilmek için en az sürtünme kuvveti kadar kuvvet uygulanmalıdır. Eylemsizlik Kuvveti İvmeli hareket yapan araçlar içindeki cisimlere aracın ivmesi ile ters yönde bir kuvvet etki ediyormuş gibi olur. Bu kuvvete “eylemsizlik kuvveti” denir. Bu kuvvet sorular araca göre sorulduğunda kullanılır. Yere göre sorulduğunda böyle bir kuvvet yoktur. a) a2 = a1 yada a2 > a1 ise cisimler ortak hareket eder ve ivmeleri; F a m1 m2 Özel Durum 1 b) a1 > a2 ise cisimler ayrı ayrı hareket eder. Sürtünme yoksa cisim düşer. 2 ASANSÖR 5. Yukarı doğru sabit hızla 1. Aşağı doğru hızlanıyor. T = m.g T = m.g – m.a Not: Eylemsizlik Kuvvetinin yönünü tespit etmek için, önce verilen hareketi gerçekleştiren kuvvetin yönü bulunur, sonra bu yöne zıt yönde eylemsizlik kuvvetinin yönü belirlenir. Örneğin; yukarıdaki asansör için, aşağı doğru hızlanmasını sağlayan kuvvet ya yukarıdan aşağı doğru iten kuvvettir ya da asansörün altından aşağı doğru çeken kuvvettir. Her iki kuvvetin yönü de aynıdır. Buna göre eylemsizlik kuvvetinin yönü bu kuvvetlere zıt olacak şekilde yukarı yönlü olmalıdır. 6. Aşağı doğru sabit hızla T = m.g Özel Durumlar 2. Aşağı doğru yavaşlıyor. T = m.g + m.a N = G = m.g N=F+G Fs = k.m.g Fs = k.( F + G ) N = G – Fy N = m.g.cosα 3.Yukarı doğru hızlanıyor. T = m.g + m.a 4. Yukarı doğru yavaşlıyor. Fs = k. ( G – Fy ) T = m.g – m.a 3 Fs = k.m.g.cosα