20 HAZİRAN 2011, PAZARTESİ

Asansörde Normal Kuvvet

Bu videoda tepki kuvvetininfarklı durumlarda nasıl değiştiğini anlamak istiyorum2.5 yaşındaki oğlum asansörlere takıntılı olduğu içinbuna odaklanabilirim diye düşündümburada 4 farklı durum çizdimBunları sırayla, bir biri arkasına gerçekleşen olaylar olarak da hayal edebilirizburadaki ilk durumdahızın sıfıra eşit olduğunu varsayıyorumfarklı bir değişle asansörümüz hareket etmiyorVe bu videoda bahsi geçen her şeyi dikey doğrultuda düşüneceğizUğraşacağımız tek boyut bu olacakHızımız dikey doğrultuda 0 m/s.bir diğer deyişle asansör hareket etmiyor.Ayrıca, içinizden bazıları da muhtemelen fark etmiştir,bu durumda ivme de 0

m/s^2.Şimdi de diyelim ki bu şeffaf asansördeyim ve butona bastım.Ve asansör yukarı doğru ivmelenmeye başladıBu durumda da ivmemiz 2 m/s^2 olsunBuradaki pozitif işaret yukarı, negatif işaret ise aşağı demek oluyorBurada d

a tek boyut üzerinde işlem yapacağız2 m/s^2 çarpı j birim vektörü de yazabilirimBu bize hangi yöne hareket ettiğimizi söylüyor. Bu şekilde bırakıyorumBu haliyle bize yukarı yönde hareket ettiğimizi söylüyorDiyelim k

“Nasıl normal kuvvet değişiklikleri bir asansör hızlandırır zaman Http://www.khanacademy.org/video?v=hoRsHNSrMpc: En fazla ücretsiz dersler...”
Khan Academy

i, bu ivmeyle 1 saniyeliğine hareket ettik ve sonra buradaki 3. duruma geldik.Yani hızımız sıfırdı, hareket ettik ve ivme kazandıka, ivme birimi m/s değil m/s^2 olacaktı1 saniye boyunca bu ivme ile hareket ettik ve bu 1 saniye sonunda ivmelenmeyi bıraktıkBuradaki durumda ivmemiz tekrar j doğrultusunda 0 m/s^2 oldu.-Ama artık bir hızımız varKolaylık olması adına, bu durumun bir saniyede gerçekleştiğini varsayalımşimdi ise hızımız j yönünde, ya da yukarı doğru

Asansörde Normal Kuvvet Resim 1 Asansörde Normal Kuvvet Resim 2 Asansörde Normal Kuvvet Resim 3 Asansörde Normal Kuvvet Resim 4

, 2 m/s olacakVe şimdi de bunu 10 saniyeliğine yaptığımızı varsayalımYani bu sabit hızla 20 metre hareket ediyoruzİvmelenirken de biraz yol almıştık.Zemine yaklaştığımızdaasansörün yavaşlaması gerekiyorve yavaşlıyor. Buradaki ivme j doğrultusunda -2 m/s^2Aslında şu anda aşağı doğru ivmeleniyor. Durgun hale gelebilmek için yavaşlamak zorunda.Şimdi burada yapmak istediğim şey tepki kuvvetinin ne olacağını bulmakTepki kuvveti, yani asansör zemininin bu durumların her birinde bana uyguladığı kuvvet-Dünyanın yüzeyine yakın bir yerde ol

duğumuzu varsayacağızBu durumların her birinde, dünya yüzeyine yakın bir yerde isek,benim dünyaya etkiyen bir çekim kuvvetim olduğu gibidünyanın da bana uyguladığı bir çekim kuvveti varMatematiksel anlamda kolaylık olması adına, benim kütlesi 10 kg olan küçük bir çocuk olduğumu varsayalımBu benim oğlum da olabilir, gerçi o 12 kg ama biz basit tutalımŞunu belirteyim: çocuk 10 kg ağırlığında değil. Bu yanlışKütlesi 10 kg. Ağırlık yerçekimi etkisiyle oluşan kuvvettirHer ne kadar titiz bir tanım olmasa da,kütle de var olan madde miktarıdırAsansördeki çocuğun kütlesi 10 kg ise,yerçekimi kuvveti, yani çocuğun ağırlığı nedir?Buradaki durumdaağırlık kütle çarpı yerçekimi ivmesi, 9.8 m/saniye kare, bunu şuraya yazalım…Yerin çekim alanı -9.8metre/saniye karedir. Ve eksi işareti aşağı doğru gittiğini gösteriyorBunu 10 kg ile çarpıyoruzAşağı doğru olan kuvvet yani yerçekimi kuvveti eşittir 10 kg çarpı -9.8 m/s^2Yani -98 Newton, j doğrultusundaPeki, buradaki yerçekimi kuvveti nedir?Aynısı olacak. Hala yeryüzüne yakınız.Bu yüzden çekim alanının sabit olduğunu kabul edeceğiz.Aslında dünyanın merkezine olan uzaklık değiştikçe çekim alanı çok az da olsa değişir.Ama yeryüzünde hareket ettiğimiz için bu değeri sabit kabul edeceğiz.Ve bu yüzden burada da çocuğa aynı çekim kuvveti etki ediyorVe tabii ki çocuğun kütlesi birkaç kat yukarı çıkması ile değişmiyor.Bu yüzden bu durumların her birinde aynı çekim kuvveti etkili olacak.Buradaki ilk durumda çocuğun ivmesi sıfır-Eğer hiçbir yönde ivme yoksave burada sadece dikey doğrultudan bahsediyoruz,net kuvvet de yok demektir.Bu Newton’un 1. Yasası'dan geliyor.Ama net kuvvet yoksa bu kuvveti karşılayacak başka bir kuvvet olmalıÇünkü yerçekimi kuvveti dışında bir kuvvet olmasaydı,bu zavallı çocuk dünyanın merkezine doğru düşerdiYani burada çocuğu destekleyen kuvvet asansör zemini tarafından çocuğa etkiyen kuvvettir-Bu kuvvet eşit büyüklükte fakat ters yönde olmalı.Ve bu kuvvet tepki kuvvetidir. Bu durumda tepki kuvveti j yönünde 98 NewtonYani tamamen dengeleniyor. Dolayısıyla çocuk üzerindeki net kuvvet sıfırdır.Hızı sabit ve sıfır. Dünyanın merkezine düşmüyor.Peki, buradaki çocuğa etkiyen net kuvvet nedir?Burada ivme söz konusu. Çocuk ivmeleniyor.Bu yüzden burada bir net kuvvet olmalı.O zaman bu çocuğa etkiyen net kuvvet ne olmalı bunu düşünelimNet kuvvet çocuğun kütlesi (10 kg) çarpı ivme (2 m/s^2) olacak.-Bu da yukarı doğru 20 kg m/s ya da 20 N eder.Net kuvvet yukarı doğru 20 N.Aşağı doğru 98Newtonluk bir yerçekimi kuvvetimiz zaten vardı..İlk durumdaki ile aynı bu.Aşağı doğru 98 NewtonŞimdi sadece bu aşağı yönlü 98Newtonluk kuvveti dengelemek yeterli değil.Yukarı yönlü 20Newtonluk kuvveti de hesaba katmamız gerek.Burada asansörün yukarıya doğru 2 m/s^2 ivmeyle hızlanması için bir kuvvete ihtiyacım var.J yönünde, yukarıya doğru 20 Newtonluk net kuvvetimiz var.Ya da şu şekilde de düşünebiliriz:burada -98newtonluk kuvvet varsa,o zaman pozitif yönde 20 Newtona daha ihtiyacımız var.Yani 118newtonluk, j yönünde bir kuvvete ihtiyacımız varŞimdi burada asansör yukarı doğru hızlanıyorburadaki tepki kuvvetimiz ilk durumdakinden 20 Newton daha fazlave çocuğun hızlanmasını sağlayan da buŞimdi de bu durumu düşünelimİvme yok, ama hızımız varEn başta durgun haldeydik. Burada ise artık hızımız var.Belki burada da ikinci durumdakine benzer bir kuvvet oluşacağını düşünmüş olabilirsinizçünkü yukarı doğru hareket ediyorum, yukarı yönlü bir hızım varAma Newton’un birinci yasasını hatırlayın!Eğer hızınız sabitse, sabit bir sıfır hızı da buna dâhil, üzerinizdeki net kuvvet sıfır demektirBu yüzden buradaki net kuvvet ile ilk durumdaki net kuvvet aynı olacakAslında ister birinci asansörde ister üçüncü asansörde olun,-sarsılmaları ihmal edersek,farkı anlayamazsınız.Çünkü vücudunuz ivmeyi hissederama hızı bir referans noktası olmadan ya da yanınızdan cisimlerin geçip gittiklerini görmeden algılayamazsınızBu yüzden buradaki çocuk durgun bir halde mi yoksa sabit bir hızla mı gidiyor bunu kesin olarak söyleyemez.Bu durumda ise yorum yapabilir. Burada üzerinde bir basınç hissedecektirVe bu vücudunun algılayabileceği bir şeyAma bu durum ilk durum ile aynı.Ve Newton’un birinci yasası çocuk üzerindeki net kuvvetin sıfır olduğunu gösteriyor.ilk durumdaki gibitepki kuvveti, çocuğun ayaklarına asansör tarafından uygulanan kuvvet,aşağı yöndeki yerçekimi kuvvetine eşit olacaktır.Bu yüzden buradaki tepki kuvveti 98 Newton olur. Aşağı doğru -98Newtonluk kuvveti tamamen sıfırlıyorYönü j doğrultusunda pozitif yöndePeki, yere inmek üzereyken ne oluyor?Şimdi tekrar bir ivmemiz var.Net ivmemiz -2 m/s^2Öyleyse buradaki net kuvvet ne olacak?Net kuvvet eşittir çocuğun kütlesi (10 kg) çarpı (-2 m/s^2) olacakve burda j yönündeydi dikey doğrultuda.Hatırlayın j dikey doğrultuda yukarı yönlü birim vektördüj doğrultusunda -2 m/s^2Ve bu da j doğrultusunda -20 kg m/s^2 ye eşit olurYa da j doğrultusunda -20 Newton.-Şimdi j doğrultusunda 98newtonluk yerçekimi kuvvetimiz varVe bunu da tamamen karşılayamıyoruzÇünkü çocuk yavaşlarken, hala net kuvvetimiz varVe bu net kuvvet de -20NewtonDolayısıyla sadece 78 Newtonluk bir tepki kuvveti oluşacakve yerçekimi kuvvetinin 20 Newtonluk kısmı hariç hepsini karşılayacakburası j yönünde 78 N olacak.Bunu asansöre bindiğiniz zaman düşünmenizi istiyorum.Bir şeyler olduğunu sadece asansör hızlanırkenya da yavaşlarken hissedebilirsinizHızlanırken biraz daha ağır hissedersinizYavaşlarken de biraz daha hafif hissedersinizVe bunun sebebini biraz düşünmenizi istiyorumVe sabit hızla giderken ya da durgun halde ikensadece gezegenin yüzeyinde bir yerlerde duruyormuş gibi hissedersini

Açıklama

Nasıl normal kuvvet değişiklikleri bir asansör hızlandırır zaman Http://www.khanacademy.org/video?v=hoRsHNSrMpc: En fazla ücretsiz dersler

Bunu Paylaş:
  • Google+
  • E-Posta
Etiketler:

Khan Academy

Khan Academy

Misyonumuz, her yerde herkes için dünya standartlarında bir eğitim sağlamak. Tüm Khan Academy içerik www.khanacademy.org adresinden ücretsiz olarak sunulmaktadır.

YORUMLAR



9.8/10

  • 370
    Olumlu
  • 5
    Olumsuz
  • 76
    Yorum
  • 197404
    Gösterim

SPONSOR VİDEO

Rastgele Yazarlar

  • arnejann

    arnejann

    3 Kasım 2007
  • rekjavicxxx

    rekjavicxxx

    28 EKİM 2007
  • thewinekone

    thewinekone

    17 Aralık 2005

ANKET



Bu sayfa işinize yaradı mı?