İvme Formülü ve Özellikleri

26 Eylül 2017 14:47

İvme fizikte hareket konusunun önemli bir değişkenidir. Hareketi ve ivmeyi inceleyen fizik alt dalı kinematiktir. Hareketin kuvvet ile de ilişkili olduğunu biliyoruz. Kuvvet, hareket ilişkisini fizikte dinamik konusu inceler.

Bu yazıda ivme formülü ile birlikte ivmenin ne olduğunu irdeleyeceğiz.

İvme hız değişimine verilen isimdir. Yer değiştirme hızı, hız değişimi ise ivmeyi doğurur.

İvmeyi anlamak için hız ve sürat kavramlarını anlamak gerekir. Bunun için hız formülü ve özellikleri konusuna bakabilirsiniz.

Hız vektörel bir büyüklüktür. Bu nedenle hızın değerinin yanında yönü de vardır. Hızın yönünün veya büyüklüğünün değişmesi ivmeyi ortaya çıkarır.

Eğer hız ve yön değişmiyorsa bir hareketli istediği kadar hızlı gitsin ivmesi yoktur demektir. İvme yoksa hız ya sıfırdır ya da sabittir. Saatte 1800 km hızla giden bir jet sabit hızla gidiyorsa ivmesi sıfırdır. Çünkü hız değişimi yoktur. İvmenin hız değişimi olduğunun iyi anlaşılması gerekir.

Jet durmak için yavaşlamaya başlarsa ivmesi oluşmaya başlar. Çünkü hız değişimi vardır. Negatif hız değişiminden dolayı ivmenin işareti negatiftir.

Arabalarda gaz pedalına bastığında hızımız artar. Araca ivme kazandırmış oluruz. Fren pedalı da yine hızı düşürerek negatif işaretli ivme sağlar.

İvme Formülü

İvme hız değişim oranıdır. İvme formülü de hız değişimin zaman değişime oranıyla ortaya çıkar.

İvme = a = Δv / Δt = (vson – vilk) / Δt

Yukarıdaki formül ivmenin belirli bir zaman aralığındaki son hız ile ilk hızın farkının zamana oranı olduğu gösterilmiştir.

Eğer ivme ve ilk hızı biliyorsak son hızı aynı formülü dönüştürerek bulabiliriz.

vson = vilk + a.t ya da vilk = vson – at olur.

İvmenin birimini şöyle çıkarabiliriz. Hızın birimi m/s, ivme = hız / saniye öyleyse ivmenin birimi m/s.s  = m/s2 olur.

ivme zaman grafiği

Yukarıdaki grafikte düzenli artan hızlı hareket ve sabit hızlı hareketle için ivme zaman grafiği verilmiştir. Grafikten ivme ile hız arasındaki ilişki anlaşılabilir.

Öğrendiğimiz formülle ilgili küçük bir örnek yapalım.

Soru: 10 saniye içerisinde hızı saatte70 km’den 80 km’ye çıkan arabanın ivmesi ne olur?

Çözüm: süreyi saniye cinsinden verdiği için soruda hızı da m/s cinsine çevirmemiz gerekir. Hız değişimi 10 km yani 10000 metre olur. Saati de saniyeye çevirmek için 3600’e bölmek gerekir. Öyleyse hız değişimi 10000/3600 = 2,77 m/s olur.

Yani Δv = 2,77’dir. Geçen zaman Δt = 10 saniyedir. Öyleyse ivme a = 2,77 / 10 = 0,277 m/s2 olur.

İvmeli hareket soruları buna benzer şekilde sorulmaktadır.

İvme Kuvvet İlişkisi

Sabit hızda hareket eden bir cismin hızını arttırmak için ona kuvvet uygulamanız gerekir. Arabada gaz pedalına bastığınızda aracın itici miline kuvvet uygulanmasını sağlarsınız. Kuvvet ivme oluşturur.

Kuvvetle ivme arasındaki ilişki dinamiğin temelini oluşturur.

F = m.a ivme ile ilgili en temel formüllerden birisidir. Formüldeki F net kuvvettir. Yani uygulanan kuvvetten sürtünme kuvvetini çıkardığımızda elde ettiğimiz kuvvettir.

2 kg bir cisme 10 Newton kuvvet uygularsak ivmesi 5 m/s2 olur. Bu da kuvvet uygulandıkça her saniyede hızının 5 m/s artacağı anlamına gelir. Duran bir cisme kuvvet uyguladığımızı düşünürsek hız 0, 5, 10, 15 şeklinde gidecektir.

Bir cisme etkiyen net kuvvet sıfırsa ivme de sıfır olacaktır. Net kuvvet sabitse ivme de sabit, net kuvvet değişkense ivme de değişken olacaktır.


Etiketler:
  • fizik    
  • Yorumlar
    Yorum Yap