İvme Nedir?

04.11.2019 - 09:25

Fizikte en çok kullanılan tabirlerden biri ivmedir. İvme kavramı iyi öğrenilmeden mekanik fizik iyi anlaşılmayacaktır. İvme ifadesi araba kullanırken dahi karşımıza çıkabilmektedir. Günlük hayatta ise ivme yakalamak ya da ivme kazanmak şeklinde kullanımına şahit oluruz. Bu yazıda ivme nedir öğrenecek, ivmenin mantığını anlamaya çalışacağız.

Hareketli bir nesnenin birim zamandaki hız değişimine ivme denir. İvme vektörel bir büyüklüktür. Hızın büyüklüğündeki değişimle birlikte yönündeki değişim de ivmeye neden olur.

Hız zaman grafiğinde ivme bulmak için türev alınır. Başka bir tabirle hızın zamana göre türevi ivmeyi verir. Eğer türev bilmiyorsanız dahi paniklemeyin. İvmeyi türev bilmeden de öğrenebilirsiniz.

Kısaca mantığımız şu olmalıdır. Hız değişiyorsa ivme var, hız değişmiyorsa ivme yok.

Fizikte ivme a ile gösterilir. Bu da İngilizce ivme anlamına gelen acceleration kelimesinin ilk harfidir.

İvme Grafiği ve İvme Formülü

Mekanik fizikte her şeyi grafikle ifade etmekte fayda vardır. Çünkü yazı ve formül üzerinden anlaşılmayan bazı şeyler grafik üzerinden daha iyi anlaşılır.

Daha önce ivme formülü yazısında ivmenin formülünü ve nasıl hesaplandığını söylemiştik. Şimdi tekrar edelim. Tanımdan aslında formülü çıkarabiliriz. Birim zamandaki hız değişimi olduğuna göre hız değişimini zamana böleriz. Öyleyse İvme = a = Δv / Δt = (vson – vilk) / Δt elde edilir.

Hız sabitken ivmenin sıfır olduğunu aşağıdaki grafikten de anlayabilirsiniz.

İvme grafiği ve formülü

Bu grafikte dikkat etmeniz gereken bir diğer nokta ise nasıl ki hız zaman grafiğinin altında kalan alan toplam yolu veriyorsa, ivme zaman grafiğinin altında kalan alan da toplam hız değişimini verecektir.

Yine hız zaman grafiğinin eğimi ivmeyi verir. Çünkü eğimden biz her saniyede hızın ne kadar değiştiğini buluruz. Bu da ivme demektir. Hız düzenli arttığında ivme sabit olacaktır. Ancak hız zaman grafiği değişken olursa ivme de değişken olur. Grafik boyunca eğim değişmediği için ivme de sabit kalmıştır.

Eğer hız sabitse ivmenin sıfır olacağını söylemiştik. Bunu aşağıdaki ivme zaman grafiği üzerinde görelim.

İvme zaman grafiği
İvmenin negatif olduğu durum da vardır. Burada da hızın azalması söz konusudur. O zaman ivmenin işareti - olacaktır.

Arabada İvme

İvme örnekleri vermek istersek ilgin aklımıza araba gelir. Çünkü arabada gaz pedalına bastığımız zaman hız ibresi artışa geçer. Gazı kesersek de hız azalmaya başlar. İbrenin hareket etmesi ivme anlamına gelmektedir.

Ancak hız ibresini sabit tutarsak (hız sabitleyici vs kullandığımızda) ivmesiz hareket etmiş oluruz.

arabada ivme nedir

Araçta hızlı gitmek demek ivmeli hareket etmek demek değildir. Yüksek hızlı fakat ivmesiz gidebiliriz. Çünkü ivmenin olması demek hızın değişmesi demektir. Hız sabitlendiği andan itibaren ivme = 0 olur.

Fizikte genellikle yüksek hız ile ivmeli hareket karıştırılır. Bunların karıştırılmaması için tekrar ediyoruz. İvme değişen hız demektir.

İvme Neden Olur?

İvme ile ilgili soruları iyi çözmek istiyorsak ivmenin nedenini de biliyor olmamız gerekir. İvmeye neden olan şey net kuvvettir. Bunu Newton F = m.a bağıntısıyla ifade etmiştir.

Bir cisme net bir kuvvet etki etmiyorsa durumunu korur. Yani duruyorsa durur, hareketliyse sabit hızla hareketine devam eder.

Net bir kuvvet cismi itiyorsa ivme oluşur ve hız artar. Eğer net kuvvet harekete engel oluyorsa da negatif ivme oluşur ve hız azalır.

Arabada biz hız pedalına bastığımız zaman motorun kuvvet uygulamasını sağlıyoruz. Bu nedenle araba ivmelenir. Peki gaz pedalından ayağımızı çektiğimizde yani kuvvet uygulamadığımızda araç neden kendiliğinden yavaşlar?

Bunun cevabı sürtünme kuvvetidir. Sürtünme kuvveti tek başına net kuvvet olarak iş görecek ve aracın hareketine engel olacaktır. Sürtünmesiz bir yol olsaydı hiç gaz harcamadan aynı hızla ilerlemeye devam edebilecektik.

İvme Soruları

Birkaç örnek soru çözerek ivmeyi tam olarak anlayalım. Bu arada ivme, kuvvet ve hareket ilişkisini inceleyen mekanik konusu dinamik dediğimiz konudur.

Soru #1: Durmakta olan bir araba düzgün hızlanarak 5 saniye sonra hızını 36 km/saat hızına ulaştırıyor. Buna göre arabanın ivmesi kaç m/s2 olur.

A) 1

B) 2

C) 3

D) 4

E) 5

Çözüm: Öncelikle kilometreyi metreye, saati de saniyeye çevirmemiz gerekir. Çünkü ivme m/s2 cinsinden sorulmuş. 36 km 36.000 metre demektir. 1 saat ise 3.600 saniye olduğuna göre hareketten 5 saniye sonraki hız 36.000/3.600 = 10 m/s olur. İlk hız 0 olduğuna göre toplam hız değişimi 10 m/s bulunacaktır. Bunu da geçen süreye bölersek ortalama ivme 10 / 5 = 2 m/s2 bulunur. Cevap B seçeneğidir.


Soru #2: 2 kg kütleli bir cismin hızını 5 m/s'den 15 m/s'ye 2 saniyede çıkarmak için gereken kuvvet kaç Newton olur?

A) 2

B) 4

C) 6

D) 8

E) 10

Çözüm: Öncelikle yakalamamız gereken ivmeyi hesaplayalım. Hız farkı 15 - 5 = 10 m/s şeklindedir. 2 saniyede çıktığına göre ivme = 10 / 2 = 5 m/s2 bulunur. Şimdi F = m.a bağıntısını kullanılım. F = 2.5 = 10 Newton bulunur. Cevap E seçeneğidir.


Soru #3: Saatte 320 km/saat hızla sabit hızla giden bir yarış arabasının ivmesi kaç m/s2 olur?

A) 0

B) 30

C) 60

D) 120

E) 160

Çözüm: Soruda bize sabit hızlı olduğu söylenmiştir. Sabit hızlı harekette ivme olmaz. Cevap A seçeneğidir.


Soru #4: Yolda 60 km/s hızla giden bir aracın sürücüsü t& anında ayağını gazdan çekerek 30 saniye içerisinde durmaktadır. Buna göre bu aracın t anından sonraki 30 saniyede ortalama ivmesi kaç km/saat2 olur.

A) 4

B) 2

C) -2

D) 0

E) -4

Çözüm: İvme bize kilometre saat cinsinden sorulduğu için dönüşüm yapmaya gerek yoktur. Cismin son hızı 0 ve ilk hızı 60 olduğuna göre hız farkı 0 - 60 = -60 olur. Bunu 30 saniyede yaptığına göre -60/30 = -2 bulunur. Cevap C seçeneğidir.


Etiketler:
  • fizik    
  • Yorumlar
    Yorum Yap