Eylemsizlik

11 Eylül 2017 20:44

Eylemsizlik cisimlerin hareket durumlarını koruma eğilimleridir. Burada “hareket durumu” ile anlatılmak istenen, cismin diğer bir cisme göre sabit hızla hareket etmesi veya durağan hâlde bulunmasıdır.

Bu durum Newton tarafından 1. hareket yasası olarak ifade edilmiştir. Bu yasa, bir cisim üzerine etkiyen dış kuvvetlerin bileşkesi (net kuvvet) sıfır olduğu zaman cismin hareket durumunun değişmeyeceğini söyler.

Duran bir otobüs, yolcuların haberi olmadan aniden hareket ederse yolcular arkaya doğru gider. Hareket hâlindeki bir otobüs de aniden fren yaparsa yolcuların öne doğru gittiği görülür. Bu olay, yolcuları oluşturan kütlelerin hızlarını koruma eğilimlerinden kaynaklanır.

Trafik kazalarında arabanın ön koltuklarında oturanların, ani fren sonunda kafalarını cama çarpmamaları veya dışarı savrulmamaları için emniyet kemeri takmaları zorunludur.

Duran bir cisme herhangi bir kuvvet etki etmedikçe cisim sürekli durur. Hareket hâlindeki bir cisme de hareketini engelleyecek bir kuvvet etki etmedikçe cisim hareketine devam eder. Bu özelliğe eylemsizlik denir.

eylemsizlik

Eylemsizlik kuvveti diye bir şey yoktur. Çünkü eylemsizlik bir kuvvet değildir. Aynı zamanda eylemsizlik formülü diye bir şey de yoktur. Eylemsizlik cismin gösterdiği bir davranıştır.

Eylemsizlik Prensibi

Herhangi bir cisim üzerine bir kuvvet etki etmiyorsa veya etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfırsa, cisim durumunu değiştirmez; yani duruyorsa durur, hareket ediyorsa hareketini sabit hızla bir doğru boyunca devam ettirir.

Duran bir cisme bir kuvvet etki etmedikçe cisim yine hareketsiz kalır.

F = 0 ise V = 0

Durmakta olan arabaya dışardan bir kuvvet uygulamaz ya da motoru çalıştırıp kuvvet üretmezsek sürekli durur.

Hareketli bir cisme bir kuvvet etki etmezse cismin hızı ve yönü değişmez. Cisim sabit hızlı olarak hareketine devam eder.

F = 0 ise V = sabit

F ≠ 0 ise V ≠ sabit

Uygulanan net kuvvet sıfırdan farklı ise cisim hızlanır veya yavaşlar. Bu durum cismin hareket yönüne ve uygulanan kuvvete bağlıdır.

Newton’un birinci yasasında görüldüğü gibi, bir cismin durması veya sabit hızla gitmesi arasında bir fark yoktur. Buna göre, eylemsiz bir çerçevede durduğu gözlenen cisim, başka bir çerçeveden bakılınca sabit hızla gidiyor gibi görünür. Her iki çerçeveye göre de cismin ivmesi yoktur; yani hızı değişmez. Her iki çerçevedeki gözlemci de cismin üzerine bir kuvvet uygulanmadığını ya da uygulanan kuvvetlerin bileşkesinin sıfır olduğunu görür.

Duran ya da sabit hızla hareket eden cisme, bir kuvvet uygulanmadığı sürece cisim sahip olduğu durumu korumak ister.

V hızı ile hareket eden arabanın içindeki yolcuların, araba tam durmadan indiklerinde bir miktar ileri doğru hareket ettiklerini görmüşsünüzdür. Bu olay eylemsizliğin bir sonucudur.

Hareket hâlindeki taşıtlardan inerken özel atlama tekniklerini kullanırlar. Bunun gibi günlük hayatta eylemsizliğe pek çok örnek verilebilir. Hareket hâlindeki arabadan atılan cismin bir miktar arabanın peşinden sürüklenmesi de eylemsizliğe başka bir örnektir.

Eylemsizlik Yasası ve Kütle

Eylemsizlik, bir cismin hareketindeki değişime karşı direnmesi olarak anlaşılır. Newton’un ikinci yasası temel olarak “kütle” ile ölçülür. Yani, aynı kuvveti uyguluyorsak: Kütlesi büyük olan cisim daha az ivmelenir (daha çok eylemsizlik gösterir), kütlesi küçük olan cisim de daha çok ivmelenir (daha az eylemsizlik gösterir). Dolayısıyla “eylemsizlik” ile temel olarak “kütleden” bahsediyoruz. Eylemsizlik cisimlerin durgun veya hareketli olması ile ilgili değildir. Kütlesi olan bütün cisimlerin, her durumda eylemsizliği vardır.

Eylemsizlik; hacim, tanecikli yapı gibi maddelerin ortak özelliklerinden biridir. Eylemsizliğin özellikleri maddeler halinde şöyle sıralanabilir:

  • Eylemsizlik, maddelerin ortak bir özelliğidir.
  • Eylemsizlik, cisimlerin durgun ya da hareketli olmasıyla ilgili değildir.
  • Kütlesi olan her cismin eylemsizliği de vardır.
  • Eylemsizlik bir kuvvet değildir.
  • Cisimlerin eylemsizliği kütlelerinin bir ölçüsüdür.

Eylemsizlik Örnekleri

Eylemsizlik ile Newton’un 1. yasası ilişkilendirildiğinde çoğu zaman duran ya da sabit hızla hareket eden cisimlerin eylemsizliği olduğu yanılgısına düşülmemelidir. Her cismin bir eylemsizliği vardır.

eylemsizlik yasası örnekleri

Sürtünmesiz ortamda yukarıdaki görseldeki şekillerde durmakta olan m ve 3m kütleli K ve L cisimlerine aynı kuvvet (F) uygulanıyor. K’nin ivmesi a ise, L’nin ivmesi a/3 olur. Bu durumda L cismi K cismine göre daha çok eylemsizlik göstermiştir.

Kütle; bir cismin sahip olduğu eylemsizliğin ölçüsüdür. Cismin kütlesi ne kadar büyükse uygulanan kuvvet altında o kadar az ivme kazanır. Yani hızı o kadar az değişir. Kütlenin sayısal ölçümü, farklı cisimler üzerine aynı kuvvet uygulandığında kazanılan ivmelerin karşılaştırılması ile yapılır.

Bir cisme etki eden net kuvvet yok ise ivmesi sıfırdır. Cismin hareketini değiştirecek hiçbir şey yok ise hız değişmez.

Bir cismin hızında meydana gelecek değişime karşı koyma eğilimine o cismin eylemsizliği denir.

Eylemsizliğe bir çarpıcı örnek verecek olursak, uzayda herhangi bir gezegenden ve diğer maddelerin etkisinden çok uzakta hareket eden bir uzay gemisini göz önüne aldığımızda uzay gemisi hızını değiştirmek için kuvvete ihtiyaç duyar. Bu kuvvet yoksa uzay gemisi ulaştığı son V hızı ile yolculuğuna devam edecektir. Yani astronotlar uzayda bedava yolculuk yapacaklardır. Fakat bu yolculuğun sıkıcı yanı hiç molanın olmamasıdır.

Sürtünmesiz bir masa üzerinde hareket eden cisim sürekli hareket eder (Sürtünmenin olmadığını düşünüyoruz). Bu, cisimlerin eylemsizliğinin bir sonucudur.


Etiketler:
  • fizik    
  • Yorumlar
    Yorum Yap