Ne nedir ? :

bilimist

bilimist Yazdı...



Merkez kaç kuvveti nedir ?

08 Kasım 2018 Bu içerik 17 kez okundu.

Merkezkaç Kuvveti nedir ?

Bir cismin bir merkez etrafında bağlı bir şekilde dönmesi ve cisim üzerinde oluşan etkiye verilen isimdir.
Cismin eylemsizliğinden dolayı oluşur. Bir cisim üzerindeki merkezkaç kuvveti Fmk=m.V2/r formülü ile hesaplanır.
Burada m kütle, V cismin hızı ve r de cisimle etrafında döndüğü merkez arasındaki uzaklıktır. İpe bağladıktan sonra elinize alıp hızlıca kendi etrafınızda çevirdiğiniz nesnelerde görülen olaydır.
Lunaparklarda gördüğünüz bazı oyuncaklar da aynı prensiple çalışır.
Benzer şekilde, çaycıların taşıdıkları tepsileri hızla çevirdiğinde çayların düşüp dökülmesine engel olan kuvvet de budur.

Merkezkaç kuvvetin büyüklüğü; Fmk =m.V2/r eşitliğinden bulunur.Ayrıca bu eşitlikteki V, çizgisel hız olduğundan açısal hız ile yarıçapın çarpımı olarak da ifade edilebilir.( V=W.r)Bu eşitlikten merkezkaç kuvveti, F=m.w.w.r olarak da yazılabilir.


Merkezkaç kuvveti anlamlı fakat gerçek olmayan, yani Newton yasalarına uymayan bir kuvvet. Newton’a göre duran bir cisme etki eden kuvvet o cismin ivme kazanmasına neden olur. Ve yine Newton’a göre hareket halindeki bir cisim, üzerine kuvvet etki etmediği sürece hareketine devam edecektir. Dairesel hareket sistemlerinde yani dönen sistemler için başlangıçta duran bir cisim (yatayda dönen bir levha ya da bir atlıkarınca ve üzerinde hareketsiz bir cisim düşünün) hareket başladığında dışa doğru kayma eğilimi gösterecektir. Yani cisim merkezden dışa doğru bir ivme kazanacaktır. Newton’a göre bu cisme ivmenin yönünde (dışa doğru) bir kuvvet etki ediyor olması gerekir. İşte gerçekte olmayan bu kuvvete merkezkaç kuvveti diyoruz. Ama bu durum sisteme içeriden bakıldığı zaman böyledir. Eğer sistemi dışarıdan incelersek durumun farklı olduğunu görürüz. Otobanların keskin virajlardaki eğimi araçların kontrolünü kaybetmesini azaltmak içindir. Örneğin, Amerika Birleşik Devletleri’nde yapılan NASCAR yarışlarında virajların eğimli olmasının nedeni merkezkaç kuvvetinin etkisini azaltmaktır. Böylece hem pilotlar virajı rahat ve hızlı bir şekile döner,hem de korkunç kazalar engellenir. Bu örnek gerçek hayatımızda da karşımıza çıkmaktadır.


  • Merkezkaç kuvveti yarıçap doğrultusunda olup, yönü dışarı doğrudur. Yani m kütleli cismi dışarı doğru savurmak isteyen kuvvete, eylemsizlik kuvvetine merkezkaç kuvveti denir.
  • şekildeki ipe bağlanmış m kütlesi V çizgisel hızı ile yatay düzlemde dönerken dışarıdan bakan gözlemciye göre merkezkaç kuvveti anlaşılamaz.
  • Merkezcil kuvvet ve merkezkaç kuvveti aynı anda düşünülemez. Aynı anda düşünülseydi, bu iki kuvvet eşit büyüklükte ve zıt yönlü olduklarından, cismin doğrusal olarak hareket etmesi gerekirdi.
  • Dolayısıyla; şekildeki ipte oluşan gerilme merkezkaç kuvvetine eşittir.

Bazı yorumlara göre; "otobüsün ani freni sonucu ileri uçmamiz pek de güzel bir eylemsizlik örnegidir. disaridan bakan birisi için otobüsün hizi sifirlanmistir, ama bizim vücudumuz, eylemsizligi yüzünden, hala eski hizinda ileri dogru hareket etmek istemektedir.

merkezcil kuvvet, dönen cismin eylemsizligine karsi koyarak cismi sürekli merkeze dogru çeker. mesela bir ipin ucuna bagladigimiz bir yüzügü havada çevirip durdugumuzu düsünürsek, ipteki gerginlik, yüzügü sürekli elimize (merkeze) dogru çeker. oysa ki yüzük, ilk verdigimiz hizin gaziyla, ve eylemsizlik yüzünden, dümdüz ilerlemek istemektedir. bu yüzdendir ki eger aniden ipi kesersek, yüzük merkezden disariya dogru degil, deminden biri çizmekte oldugu daireye teget bir çizgi üzerinde uçup gidecektir. baska bir örnek, dünya çevresinde dönen ay'dir. ay için merkezcil kuvvet dünya'nin kütleçekimidir. o kuvvet aniden yokolsa, ay simdiki yörüngesine teget dümdüz bi çizgi üzerinde sabit bi hizla ilerlemeye baslar.

kisaca, "merkezcil kuvvet, dönen cismi sürekli merkeze dogru ivmelendirir. fakat buradaki ivme, cismin hizinin büyüklügünü degil, yönünü degistirir mütemadiyen. açikça görülmektedir ki, merkezkaç kuvveti bu resme hiç ama hiç uymamaktadir." e k s i s ö z l ü k

"referans çerçevesi olarak otobüsü alirsak, fren sonucu ileri uçmamiz eylemsizlikten degil, aniden beliriveren gizemli bir kuvetten kaynaklanir. (zaten otobüsteyken bize öyle gelir hep.) ama bunu yapamayiz. yani referans çerçevemiz (ya da koordinat sistemimiz) ivmelenen bir çerçeve olamaz. yoksa bizi ileri firlatan "gizemli kuvvet"i açiklayamayiz, ve newtonun hareket yasalari geçerliligini yitirir. bu yüzden olaya disaridan bakmak zorundayiz. o zaman da aslinda bizi ileri firlatan bir kuvvetin olmadigini, bizim pasa pasa sabit hizda yolumuza devam ettigimizi görürüz. bizi, duran otobüsün içinde "ileri firlatan" da budur, yani eylemsizlik.

merkezkaç kuvveti iddia edildigi gibi merkezcil kuvveti dengeleseydi, cisim çembersel hareket yapamazdi. çünkü çembersel hareket bir tür daimi ivmelenmedir (çünkü hareketin yönü sürekli degismektedir). ve ivmelenen cismin üzerine net bir kuvvet etki ediyor demektir (newton'un ikinci yasasi). merkezkaç ve merkezcil kuvvetler birbirini götürseydi cisim ivmelenemez, düz bir çizgi üzerinde sabit hizla ilerlerdi. etki-tepki yasasi geregi, ip yüzügü çektikçe, yüzük de ipi çeker. ayni sekilde, dünya ay'i kendine çektikçe, ay da dünya'yi çeker. ama her iki durumda da, dönen cisme etkiyen bir tek kuvvet vardir, o da merkezcil kuvvettir."
e k s i s ö z l ü k


FORMÜL




Yorumlar

Henuz yorum eklenmedi ilk ekleyen siz olun .Yorum Ekle

Arşiv

Online Üyeler

    Online üye yok !

Bülten Kayıt

b