hooke kanunu
advertisement
Deney No Deneyin Adı Deneyin Amacı : M6 : HOOKE KANUNU Teorik Bilgi : :Ucuna kütle asılan yayın, harmonik hareketini gözleyerek periyodunun hesaplanması ve yayın kuvvet sabitinin bulunması. Yay, F kuvvetinin etkisiyle x kadar uzamış bulunsun, bu halde kuvvetle uzama miktarı arasındaki ilişki 7.1 F kx ile verilir. Burada “k” yayın kuvvet (esneklik) sabitidir. Yaylar için bu ifade Hooke Kanunu olarak bilinir. Yay ucuna asılan kütle yayı geren kuvvettir. Bir yayın ucuna farklı ağırlıkta cisimler bağlanarak gerginliğinin ölçülmesi yayın esnekliğinin test edilmesini sağlar. k’nın değeri yayın sertliğinin bir ölçüsüdür. Sert yayların k değeri büyük, yumuşaklarınki küçüktür. Doğrusal bir eksen üzerinde, yerdeğiştirmeyle orantılı esnek bir geri çağırıcı kuvvetin etkisi altında sabit bir nokta etrafında eşit zaman aralıklarında gidip gelen ve hiçbir sürtünme kuvvetinin etkisinde bulunmayan cismin hareketine Basit Harmonik Hareket denir. Yay ucuna asılan kütle x konumunda dengede iken çok az aşağı çekilip bırakılırsa x noktası etrafında kütlenin harmonik hareket yaptığı gözlenir. m kütlesinin herhangi bir noktadan aynı yön ve doğrultuda iki kez geçmesi için geçen zamana harmonik hareketin Titreşim Periyodu denir. Titreşim periyodu T, yayın kuvvet sabitine ve yaya bağlı olan m kütlesine bağlıdır. Aşağıdaki gibi ifade edilir; m T 2 7.2 k Eğer yayın kütlesi cismin kütlesine göre çok küçük değilse, sistemin eşdeğer kütlesini elde etmek için yayın kütlesinin salınan cismin kütlesine eklenmesi gerekir. Aksi durumda yayın kütlesi ihmal edilebilir. Şekil 7.1: a) Deney Düzeneği b) Düzenek veri okuma biçimi Deneysel Veriler : 1. Her iki yayın (Kalın ve İnce) uzunluklarını ve ağırlık tutucunun kütlesini ölçerek kaydedin. Unutulmamalıdır ki, hesaplamalarda yaya asılan toplam kütle anlamlıdır. Lkalın=……….. Lince=……….. mtutucu=………. 2. Ağırlık tutucuya sırasıyla üç farklı kütle asarak (m1= 10g, m2= 20g ve m3= 40g), her iki yayda ki uzama miktarlarını bularak tabloya kaydediniz. m1=10g ΔL (m) m2=20g m3=40g Kalın Yay İnce Yay 3. Bu uzama miktarlarını (ΔL) kullanarak yayların esneklik sabitlerini (k) bulun, her bir yay için bulunan 3 farklı esneklik sabitlerinin ortalamasını alarak tabloya kaydedin. Yayın uzama miktarı ile esneklik sabiti arasındaki bağıntı 7.1 nolu denklemde verilmiştir. 7.3 Kalın Yay için k1=…………… k2=…………… k3=…………… kort=……………. 2 İnce Yay için k1=…………… k2=…………… k3=…………… kort=……………. Uzama Miktarı (ΔL) ile Hesaplama k1 k2 k3 kort Kalın Yay İnce Yay 4. Bir sonraki adımda, her iki yaya sırasıyla aynı kütleleri tekrar asınız. Kütleyi aşağı doğru çok az miktarda çekerek bırakınız ve her bir kütle için yayın 10 salınım yaptığı süreyi kronometre yardımıyla hesaplayınız. Bu süreyi 10’a bölerek yayın bir salınım periyodunu bulunuz (T). m1=10g T (s) m2=20g m3=40g Kalın Yay İnce Yay Bu değerleri kullanarak her iki yay için (T2 , m) grafiğini çiziniz. 3 5. Ölçülen periyotları kullanarak esneklik sabitlerini denklem 7.2 yardımıyla hesaplayınız. Her bir yay için hesaplanan 3 farklı esneklik sabitinin ortalamasını alınız. Kalın Yay için k1=…………… k2=…………… k3=…………… kort=……………. İnce Yay için k1=…………… k2=…………… 4 k3=…………… kort=……………. Salınım Periyodu (T) ile Hesaplama k1 k2 k3 kort Kalın Yay İnce Yay 6. Uzama miktarı ve periyot yardımıyla ölçülen bu iki yay sabiti için bağıl hatayı hesaplayınız Δkkalın=……………. Δkince=……………. Yorum Ve Sonuçlar : (İpuçları: Deneyde öğrendikleriniz. Olası hatalar ve sebepleri. Detaylı açıklayınız. Deneyi özetleyiniz) ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 5 ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Sorular : 1. Bu deneyde yay yerine katı çubuk kullanılsaydı çubuk ta Hooke kanununa uyar mıydı? 2. Bir yayın periyodunu kutuplarda ve ekvatora yakın bir noktada ölçtüğümüzde farklılık görür müyüz? Bunu nasıl açıklarsınız? ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… 6
