Merkezcil İvme

12.09.2019 - 11:15

Düzgün çembersel hareket fizikteki en önemli konulardan biridir. Bundan hiçbirimizin şüphesi yoktur. Bu konudaki önemli kavramlardan biri de merkezcil ivme kavramıdır. Merkezcil ivmeyi iyi anlamadan çembersel hareketi anlamamız mümkün değildir.

Merkezcil ivmeyi anlamak için önce merkezcil kuvveti anlamak gerekir. Fizikte ivmeye neden olan ana faktör kuvvettir.

Bir cismin düzgün çembersel hareket yapmasını sağlayan ve merkeze doğru olan kuvvete merkezcil kuvvet denir. Merkezcil kuvvet, merkeze doğru olan net kuvvettir.

Merkezcil kuvvetin formülü m.v2 / r şeklindedir. Fizikteki F = m.a bağıntısından m.v2 / r = m.a olduğuna göre merkezcil ivme formülü amerkezcil = v2 / r olarak ifade edilir.

Merkezcil ivme ile ilgili sorularda çizgisel hız (v) yerine açısal hız (ω) de kullanılabilir. Bu durumda v = ω.r eşitliğinden amerkezcil = ω2.r olarak da elde edilebilir.

Formülü toparlayıp şöyle ifade edebiliriz: amerkezcil = v2 / r = ω2.r

Konuyu detaylı çalışmak istiyorsanız düzgün çembersel hareket konu anlatımı kısmından bütün kavramlara bakabilirsiniz.

Merkezcil ivme

Merkezcil İvme Soruları

Merkezcil ivmeyi ve formülünü verdik. Bu konuda karşımıza çeşitli sorular gelebilmektedir. Dershanede öğretmenleriniz size bu tür soruları çözmek için merkezkaç kuvveti kullanmanızı tavsiye ederler. Eğer gerçekten işe yarıyorsa bu yöntemi kullanmanızda bir sakınca yoktur.

Fizikte bazen soruların çözümünü kolaylaştırmak için merkezden dışarı doğru merkezkaç kuvveti varmış gibi düşünülür. Aslında böyle bir kuvvet yoktur. Sadece sorularda kolaylık olsun diye bu kuvvet varmış gibi davranılabilir.

Ancak şuna dikkat etmek gerekir ki son yıllarda işin gerçeğini bilip bilmediğinizi anlamak için merkezcil ivme vektörünün yönü, merkezcil ivmenin özellikleri gibi konularda sorular sorulmaktadır.

Merkezcil İvme Vektörünün Yönü

Yukarıda bahsettiğimiz gibi merkezcil ivmenin nedeni merkezcil kuvvettir. Bu nedenle ivme de kuvvet yönünde olacaktır. Kuvvet merkeze doğru olduğuna göre merkezcil ivme vektörünün yönü de hareketin merkezine doğrudur.

Peki bu durumda merkezcil ivmenin yönü değişir mi?

Merkezcil ivme vektörünün yönü her zaman merkeze doğrudur ve çizgisel hız vektörüne diktir. Ancak çembersel hareket olduğu için çizgisel hız vektörünün yönü değişecektir. Öyleyse buna dik olan merkezcil ivme vektörünün de yönü değişecektir. Yani her zaman merkeze doğrudur fakat bu değişmediği manasına gelmez.

Zaten kendiniz de çembersel hareket üzerinden merkeze doğru ivme vektörleri çizerseniz yönünün zamanla değiştiğini görürsünüz.

Hız Sabitse Merkezcil İvme Nasıl Oluşur?

Bir diğer cevaplamamız gereken soru da budur. İvme oluşması için hızın değişmesi gerektiğini biliyoruz hepimiz. Peki düzgün çembersel harekette hız sabit değil midir? Öyleyse merkezcil ivme nasıl oluşmaktadır?

Bu soruyu cevaplamak için skaler ve vektörel büyüklükleri iyi ayırt etmek gerekir. Fizikte hız vektörel bir büyüklüktür. Yani sayısal büyüklüğün yanında yön gibi bir faktör de vardır. Evet hızın sayısal büyüklüğü sabittir ancak hızın yönü değiştiği için vektörel olarak çıkarma yaptığımızda hız vektörünün değiştiğini görebiliriz.

Yani hız vektörünün değişmesinden dolayı merkeze doğru merkezcil bir ivme doğuyor diyebiliriz.

Merkezcil ivme formülü ispatı yapılması zor bir formüldür. Çünkü merkezcil kuvvet tek başına bir kuvvet değil, çembersel hareketi sağlayan net bir kuvvettir. Örneğin bazı durumlarda sürtünme kuvveti merkezcil kuvvet olabilmektedir.


Etiketler:
  • fizik    
  • Yorumlar
    Yorum Yap