Fizik biliminin ilk ve belki de en büyük başarısı hareketi tanımlamak ve açıklamak olmuştur. Kuvvet ve hareket konusu hem hareketin özelliklerini anlamayla hem de bir cismin nasıl hareket edeceğini açıklamayla ilgilidir. Klasik fizik kuramlarının başlangıcı olan mekanik, kinematik (hareketin tanımlanması) ve dinamik (hareketin açıklanması) alt dallarını içerir.
Hareketin ne olduğu ve çeşitleriyle birlikte temel kavramları olan konum, yer değiştirme, hız ve ivme bu konu kapsamındadır. Düzgün doğrusal, düzgün ivmelenen, düzgün dairesel (çembersel) ve basit harmonik hareketin özellikleri de bu konuda incelenmektedir.
Kuvvetin tanımı, etkileri ve doğadaki temel kuvvetler açıklanır. Serbest cisim diyagramlarının kullanılarak bileşke kuvvetin bulunması gösterilir. Newton’un hareket kanunları örnek soru çözümleriyle anlatılır. Ayrıca eylemsizlik yasası örnekleri ve gösteri deneyleriyle sunulur. İkinci yasa için kuvvet, kütle ve ivme ilişkisi ayrıca sanal deneylerle araştırılmakta ve videolarla gösterilmektedir. Etki tepki yasası da yine örneklerle ve videolarla açıklanmaktadır.
Kuvvet ve hareket konusunda ayrıca örnek soru çözümleri, konu anlatımları, testler ve simülasyonlar da bulunmaktadır.
Sağ el kuralı fizikte ve matematikte kullandığımız bir hatırlama aracıdır. Neyi hatırlama? Üç boyuttaki eksenleri. Şimdiye kadar bir ve iki boyuttaki vektörlerle çalışmıştınız. Tork, manyetizma ve açısal momentum kavramlarına gelince, kaçınılmaz olarak üçüncü boyut işin içine giriyor. Çünkü bu kavramlarda aynı düzlemdeki iki vektörün vektörel çarpımı söz konusu. Sağ el kuralı iki vektörün vektörel çarpımı … Devamını oku…
Roketler deyince aklınıza uzay gelebilir. Haklısınız da. Nasıl oluyor da uzaydaki bir araç maddesel ortam olmadığı halde hareket edebiliyor? Uzaya çıkana kadar ve uzaya eriştiğinde roketler nasıl hareketlerini kontrol edebiliyor, yön değiştirebiliyor? Roketlerin nasıl çalıştığını anlamak için yine çizgisel momentumun korunumuna başvuracağız. Başlarken roketin bir idealleştirmesini inceleyeceğiz. Bu idealleştirmeyi aşağıdaki resimde görüyoruz. Yukarıdaki resmi dikkatlice … Devamını oku…
Momentumun korunumu ilkesini incelerken bir tane iç patlama sorusu çözmüştük. Bu yazıda iç patlamalara bir kaç örnek soruyla devam edeceğiz. Esnek olmayan çarpışmaları incelerken bir kaç tane kenetlenme sorusu da çözmüştük. Bir kaç soru daha çözeceğiz. Çizgisel momentumun korunumunun patlamalarda ve kenetlenmelerde nasıl kullanıldığını ayrıntılı olarak inceleyeceğiz. Örnek soru 1 – yukarı yönlü atışta iç … Devamını oku…
Bir önceki yazımızda esnek çarpışmaları incelemiştik, şimdi sırada esnek olmayan çarpışmalar var. Bu tür çarpışmaların esnek çarpışmalarla ortak yanı çizgisel momentumun korunuyor olması. Farklı yanı ise kinetik enerjinin korunmaması. Bir başka deyişle esnek olmayan çarpışma demek momentumun korunduğu ama kinetik enerjinin korunmadığı çarpışma demektir. Sistemin çarpışmadan önceki kinetik enerjisi toplamı çarpışmadan sonrakinden büyüktür. E1 + … Devamını oku…
Momentumun korunumu kanunun uygulamalarından en önemlilerinden biri çarpışmalardır. Çarpışmaların özel bir durumu olan esnek çarpışmalarda çarpışan cisimlerin hem çizgisel momentumu hem de kinetik enerjisi korunur. Yani kapalı bir sistemin çarpışmadan önceki ve sonraki kinetik enerjileri birbirine eşitse, bu tür çarpışmalar esnek çarpışma olarak adlandırılır. Sistemin kinetik enerjisinin korunmadığı durumlara is esnek olmayan çarpışma denir, bunu … Devamını oku…
Momentumun korunumu yasası kapalı (yalıtılmış) bir sistemde toplam çizgisel momentumun zamana göre değişmeyeceğini anlatır. Yalıtılmış bir sistemin başlangıç momentumunun büyüklüğü ve yönü sistem kendi içinde etkileşse bile hep aynı kalır. Burada kendi içinde etkileşmek önemli bir nokta, bu etkileşimlere iç kuvvetler diyoruz. İç kuvvetler çarpışma, iç patlama, kenetlenme, birbirini itme gibi durumlarda karşımıza çıkar. Kapalı … Devamını oku…
Duran bir kutuya kuvvet uyguladığınızı düşünün, kutuyu itiyor olun. Ne kadar çok kuvvet uygularsanız ve ne kadar uzun süre iterseniz kutu o kadar hızlanmaz mı? Fizikteki itme kavramı bu ilişkiyi anlatır. İtmenin formülü (tanımı ya da matematiksel modeli) kuvvet ile kuvvetin uygulanma süresinin çarpımıdır. İtme vektörel bir büyüklüktür, çünkü kuvvet vektöreldir. İtmenin yönü her zaman … Devamını oku…
Momentum, daha doğrusu çizgisel momentum, kütlenin hareketinin bir ölçüsüdür. Hareket halindeki kütle demektir. Bir kütle hangi miktarda hareket ediyor sorusunun cevabı çizgisel momentumdur. Kütlesi olan bir cisim hareket ediyorsa mutlaka momentumu vardır. Fizikteki diğer tüm niceliklerde olduğu gibi, momentum için de hassas bir tanım yapılır. Kütlenin hızla çarpımı çizgisel momentum demektir. Momentum türetilmiş ve vektörel … Devamını oku…
Mekanik enerjinin sürtünme olmadığı zaman korunduğunu öğrenmiştiniz. Peki sürtünme olduğunda mekanik enerji korunur mu? Ya toplam enerji? Aslında bu konuyu daha önce 9. sınıfta öğrenmiştiniz ama unutmuş olabilirsiniz, enerjinin korunumu yazısını isterseniz bir gözden geçirin. Kısaca özetleyelim. Sürtünme olduğu zaman, sürtünme kuvveti sistem üzerinde negatif iş yapar, bu nedenle mekanik enerji, yani kinetik ve potansiyel … Devamını oku…
Mekanik enerjinin bir cismin ya da sistemin kinetik enerjisi ile potansiyel enerjisinin toplamı olduğunu öğrenmiştiniz. Mekanik enerjinin korunumu da, sürtünmenin olmadığı durumlarda cismin hareketi boyunca toplam mekanik enerji değerinin sabit olduğu anlamına geliyor. Yani bir cismin kinetik enerjisi ve potansiyel enerjisi, cisim hareket ediyorsa zamana göre değişebilir, ama bu ikisinin toplamı yani mekanik enerji değişmez. … Devamını oku…