Bolum 4- Evrensel Hareket
advertisement
Bölüm 4 Evrensel Hareket Hareket Hız Đvme: Hızdaki değişim Bazen, ivme sabittir. Örnek: Yeryüzünde çekim ivmesi sabittir. Bundan dolayı, özel bir sembolü vardır; g Yer için, g = 9.8 m/s2 veya yaklaşık olarak 10 m/s2 Đvme = g, Serbest Düşme Hareketi V = 0m/s g g’ye ait ok boyu ve doğrultu aynı kaldığı halde, V oku daha uzundur. t = 0 saniye V(t) = V(0) + g(t) V(2 s) = 0 + (10 m/s2)(2 s) g V=? t = 2 saniye V(2 s) = 20 m/s Yeryüzeyinde çekim ivmesi Yeryüzünde çekim ivmesi ~10m/s2 (9.8 m/s2). Momentum ve Kuvvet Momentum = Kütle x Hız Kuvvet = (Momemtumdaki değişim)/(Zamandaki değişim) m V p – doğrusal momentum p = mV Örnek: Eğer, m = 10 kg ve V = 10 m/s (doğu) P = (10 kg)(10 m/s) = 100 kg m/s (doğu) Kütle ve Ağırlık Kütle : Bir cisimdeki madde miktarı. Ağırlık : Kütle üzerine etki eden çekim kuvveti. Đnsanın ağırlığı değişir, ama kütlesi sabit kalır. Astronotlar yörüngede ağırlıksız ortamdadır. Ağırlıksız Ortam Sir Isaac Newton (1642-1727) Newton’un Topu Top mermisi daha hızlı atılırsa, daha uzağa düşer. Eğer, hızı yeterince yüksek ise yörüngesi üzerinde veya Yer etrafında dolanır. Eğer, hızı çok yüksek ise, Yer’in çekim etkisinden kurtulabilir. Kaçma hızı – Uydu’nun, gezegenin veya bir yıldızın çekim alanından kurtulabilmek için gerekli minimum hız. Newton’un üç hareket yasası 1) Net kuvvet yokluğunda bir cismin hareketi sabit kalır. 2) Net Kuvvet = Momentum değişimi. Momentum = kütle x hız 3) Her kuvvete eşit ve zıt yönde daima bir tepki kuvveti vardır. Doğrusal Momentum ve Açısal Momentum Korunumu Doğrusal Momentum Korunumu: – Net bir dış kuvvetin yokluğunda, doğrusal momentum sabit kalır. Açısal Momentum Korunumu: – Net bir döndürme kuvvetin yokluğunda, sistemin toplam açısal momentumu sabit kalır. Açısal Momentum=mxvxr mxvxr çarpımında, kolların açık olmasının anlamı, daha büyük yarıçap ve daha yavaş dönme hızıdır. mxvxr çarpımında, kollar kapalı olduğunda yarıçap küçülmüştür ve dolayısıyla dönme hızı artmıştır. Newton’un Evrensel Çekim Yasası Her kütle diğer bir kütleyi çekim olarak adlandırılan bir kuvvet ile çeker. Çekim kuvveti, kütlelerin çarpımı ile doğru orantılıdır. Çekim kuvveti, kütle merkezleri arasındaki uzaklığın karesiyle azalır ve ters kare yasası olarak adlandırılır. Çekim kuvveti = Fg Newton, Kepler’in ilk iki yasasının yalnız gezegenlere değil, çekim kuvveti altında biri diğeri etrafında dolanan her cisime uygulanabileceğini buldu. Newton, yörüngelerin yalnız elips yörüngeler gibi kapalı yörüngeler olamayacağını da gösterdi. Hiperbolik gibi açık yörüngeler de olabilirdi. Newton, Kepler’in üçüncü yasasını genelleştirerek, yörüngede dolanan cisimlerin kütlelerinin bulunabileceğini buldu. Gel-Git Ay’ın farklı uzaklıklarında, Yer üzerindeki çekim şiddetindeki farklardan dolayı, Yer’in Ay’a bakan ve karşı (uzak) yüzeylerinde şişimler (tidal bulges) oluşur. Yer üzerindeki bir yerde, Yer döndüğünden günde iki defa gel-git oluşur. Ay’ın karşı tarafındaki şişim Ay’a bakan yüzdeki şişim Şişimler ölçekli değildir! Gerçek şişimler okyanuslarda yalnız 2 metre yükselir. Gel-git, Güneş’in çekim kuvvetine de bağlıdır. Ancak, Ay’ın 1/3’ü kadar kuvvetlidir. Highest high tides. Lowest low tides. Gel-git sürtünmesi, üç önemli etkiye neden olur. 1. Yer’in dönmesi yavaşlar, sonuçta günler uzar. 2. Ay, Yer’den uzaklaşır. 3. Eş dönme, gel-git sürtünmenin doğal sonucudur. Pluto-Charon Sistemi: Eş dönme için diğer bir örnek Yörünge Erkesi ve Kaçma Hızı Güneş etrafında açık yörüngede dolanan bir kuyrukluyıldız, Jüpiter yakınından geçerse, Kuyrukluyıldız yörünge erkesinin bir kısmını Jüpiter’e aktarır ve yörüngesi kapalı duruma geçer. Açık yörünge Kapalı yörünge Yer’den kaçma hızı = 11 km/s G = 6.67 x 10-11 m3/kg s2 M = Gezegenin kütlesi R = Gezegenin yarıçapı vkaçma 2GM = R Kaçma Hızı
