5 Mart 2008, ÇARŞAMBA

Merkezi Kütlenin

Merhaba.Bu sunumda kütle merkezini anlatacağım.Öncelikle kütle merkezinin ne olduğuna sezgisel olarakbakalım daha sonra hesaplama ve uygulamalara geçeriz.-Belki çok basit bir ifade olacak ama aslında kütle merkezi bir noktadır.Buraya bir cisim çizeyim.İşte bu kullanacağımız cisim.Diyelimki bu bir cetvel olsun.-Cetvelin elbette bir kütlesi var.Peki bu cetvelin kütle merkezi neresi?Tabi bu soruyu cevaplamanız için size kütle merkezininasıl bulduğumuzdan bahsetmem gerek.Kütle merkezinin bir nokta olduğunu söylemiştimbu nokta cisim üzerinde olmak zorunda değildir.Bunun için daha sonr

a bir örnek vereceğim.-Şimdi sanki bu nesnenin bütün kütlesi sankibu noktada toplanmış gibi düşünelim.-Bu söylediğim kütle merkezinin tanımıyla ilgiliydi.Farz edelim ki burası kütle merkezi olsun.Neden bu noktayı seçtiğimd

en bahsedeceğim.Kütle merkezi bu noktada yada bu noktanınhemen yakınında olmalı.Cetvelin kütlesi 10 kilogram olsun.-Diyelim ki bu cetvelin kütle merkezinden 10 newton kuvvetuyguluyorum, cetvelin kütlesi

“Kütle merkezinde giriş Http://www.khanacademy.org/video?v=VrflZifKIuw: En fazla ücretsiz dersler...”
Khan Academy

de 10 kg.Kuvveti cetvelin kütle merkezinden uygularsam,bu cetvel tek bir noktada toplanmış bir kütle gibiileriye doğru düz bir şekilde ivme kazanır.Bu çizdiğim küçük noktanın kütlesi de 10 kg olsunve yine aynı şekilde 10 newton kuvvetle itiyoruz.-Cetveli yukarıya ittiğimizde ivmesi ne olur?-İvme kuvvet bölü kütledir ,10 newtonbölü 10 kg yani ivme 1 metre bölü saniye karedir.Bu nokta halindeki kütleyi de ivmelendirebiliriz.-Nokta kütle derken kastettiğim nokta gib

Merkezi Kütlenin Resim 1 Merkezi Kütlenin Resim 2 Merkezi Kütlenin Resim 3 Merkezi Kütlenin Resim 4

i küçükama kütlesi 10 kg olan bir cisim. Boyut olarak cetvelden çokküçük olsa da kütlesi cetvelle aynı.Bu yüzden bu nokta kütle de yukarı doğru 1 metre bölüsaniye kare ivmeyle hızlanır.-Peki bu ne işimize yarar?Bazen karşımıza çok farklı şekilde cisimler çıkabilirve kütle merkezinin ne olduğunu hesaplamak isteyebiliriz.Bir cismin kütle merkezini biliyorsako cismin hareketinin nasıl olacağını tahmin etmek içinşeklinin nasıl olduğunun hiç önemi yok.Kütle merkezinin neresi olduğunu anlamanız içinkolay bir yol göstereceğim.Eğer kütle

merkezini bulmak istediğimiz cisimdüzenli bir dağılıma sahipse yani cismin her yerindeöz kütlesi aynıysa, kütle merkezi o cismin geometrik merkezidir.--Kullandığımız cetvel 1 boyutlu.-Noktayı koyduğum yer cetvelin orta noktası.Cetvelin her iki ucundan noktaya kadar olan uzaklıkbirbirine eşittir.Evet bu noktaya kütle merkezi diyoruz.İki boyutlu bir cisim olsaydı ne yapardık? Buraya bir üçgençizeyim ve 2 boyutlu bu üçgenin kütle merkezi neresiymiş bulalım.Kütle merkezi üçgenin merkezindedir.İşte burası üçgenin kütle merkezi.Şimdi de bir kare çizip bakalım.-Kenar çizgileri iyi görünmüyor galiba.Biraz daha kalın çizeyim.Diyelim ki çizdiğim bu karenin yarısı kurşundan yapılmış olsun.--Diğer yarısı ise kurşundan daha hafif bir maddeden yapılmış.-Diyelim ki o da plastik köpük olsun.Plastik köpük kurşundan daha hafiftir.Bu durumda cismin kütle merkezi ilegeometrik merkezi aynı değildir.Kurşunun ve plastik köpüğün öz kütlelerini bilmiyorumama kütle merkezi sağ tarafa daha yakın bir yerlerdeolmalı çünkü bu karenin öz kütlesi her yerde aynı değil.Kütle merkezinin yeri kurşunun köpükten ne kadar yoğunolduğuna göre değişir.Bu örnek kütle merkezini anlamanız için yardımcı olacaktır.-Şimdi de kütle merkezi hakkında daha ilginç detaylara bakalım.-Şu ana kadar baktığımız örnekleri daha kolay hale getirmek içinkütle merkezinden bir kuvvet uygulandığını varsaymıştık.-Şimdi bakacağımız örnekte elimizdeki cisimata benzer bir şekilde olsun.-Evet kütle merkezini bulacağımız şekil bu.Bu nesnenin kütle merkezinin neresi olduğunu bilmiyorumama diyelim kütle merkezi bu nokta olsun.-Eğer bu cisme kütle merkezinden direkt bir kuvvet uygularsam,cisim kuvvet ve kütlesiyle orantılı bir ivme kazanırve bu yönde hareket eder.İvmeyi uyguladığımız kuvveti cismin kütlesinebölerek hesaplayabiliriz.-Bütün problemlerde Newton'un ikinci kanununu kullandıkkuvveti hep kütle merkezinden uyguladığımızı farzettik.-Kuvvet kütle merkezinin uzağından etki ettiğinde isedaha ilginç durumlar ortaya çıkar.-Tekrar bir cetvel çizeyim.Bu atı neden çizdim bilmiyorum :)Videonun başlarında çizdiğim cetvel bu, kütle merkezi isenokta koyduğum yer. Kütle merkezinden bir kuvvetuygulayarak cetveli kuvvet yönünde hareket ettiriyorum.Kuvvet sayesinde ileriye gider.Şimdi asıl ilginç olan kısma gelelim.Diyelim ki bu sefer kuvveti kütle merkezinden değil dedaha farklı bir noktadan kütle merkezinin uzağındanuyguluyorum cismin durumu ne olur biraz düşünelim.-Cetvel bu kez dönmeye başlar.Şimdi kendinizi uzayın derinliklerinde ya da bir uzay mekiğindehayal edin ve bu cetveli bir ucundan ittiğiniz zamanne olurdu?Tüm cetveli itmiş olacak mıyım ya da cetvelbütünüyle döner mi?ileriniz doğru.Cetvel kütle merkezi etrafında bütünüyle döner.Eğer birine ingiliz anahtarı fırlatırsanız tabi bunu yapmanızıtavsiye etmiyorum :) ama diyelim ki fırlattınızingiliz anahtarı havada kütle merkezi etrafında dönecektir.-Aynısı bıçak için de geçerli.Bıçak yakalayan biri olsaydınız bıçağın size doğrugelirken havada kütle merkezi etrafında döndüğünüfark ederdiniz bu durum gerçekten ilginç.-Herhangi bir cismi fırlattığınızda etrafında döndüğü noktao cismin kütle merkezidir.-Kimsenin olmadığı bir ortamda bu deneyi yapıpneler olacağını gözlemleyebilirsiniz.Bu bahsettiklerim aynı zamanda bir sonraki videonun konusu.-Bir cisme kuvvet uyguladığınız da ilerlemek yerine dönüyorsabu torkla ilgilidir.Dediğim gibi diğer video da torku işleyeceğiz.-Şimdi size günlük yaşamamızdan kütle merkeziyleilgili hoş bir örnek olan yüksek atlamayı ele alalım.-Bu bir çubuk olsun.Çubuğundan yandan görünüşü bu şekilde, bu daçubuğu havada tutan cisim.Bu arkadaş da çubuğun üzerinden atlatmak istiyor.-Onun kütle merkezi midesine yakın bir yerdedir dahadoğrusu her insanın kütle merkezi midesine yakındır.Bence kütle merkezinin mide civarında olması gelişimselaçıdan gayet mantıklı.Buradan iki şekilde atlayabilir.Çubuğun üzerinden düz bir şekilde atlayabilir engelden atlamagibi, bu durumda kütle merkezi de çubuğun üzerinden geçer.-Bu atlayış için ne kadar enerjiye ne kadar kuvveteihtiyacı olduğunu ve onun kütlesini eğik atış hareketiproblemlerinden ve Newton'un kanunlarından bulabiliriz.-Ama olimpiyatlarda gördüğünüz gibi sporcularçok daha farklı şekilde atlarlar, çubuğun üstünden geçerkenbuna benzer bir biçimde olurlar.Sporcuların sırtı çubuğun üzerinde bir kemer gibi olur.-Çok hoş bir resim değil amasporcu neden böyle kemer gibi bir görüntü oluşturur?-Nedenini yakaladığınızı düşünüyorum.Çubuk burada duruyor.İlginç olan ne burada?Bir insanın ortalama özkütlesini düşünüp geometrikmerkezini düşünürsek ,bu örnek için yani bu şekildeatladığında kütle merkezi çubuğun aşağısına doğru kayar.-Sırtını kemer biçiminde büktüğü içinkütle merkezi çubuğun aşağısına doğru kayar.-Bu sayede kütle merkezinin çubuğun yüksekliğine ulaştığınoktaya kadar bir çubuğun üzerinden atlanabilir ve daha az kuvvet harcanır.-Diğer bir deyişle aynı kuvvetle daha yüksek bir çubuğuaşabilmeniz mümkün.-Aklınızı çok karıştırmak istemiyorum ama yüksek atlamacılarınsırtlarını bükmelerinin sebebi kütle merkezleriniçubuğun yüksekliğinden daha aşağıda tutmaktır ki böylecedaha az kuvvet harcarlar.Umarım kütle merkezinin ne olduğunu ve onu nasıl bulabileceğimizianlamışsınızdır bir sonraki video da tork videosundagörüşmek üzere.

Açıklama

Kütle merkezinde giriş Http://www.khanacademy.org/video?v=VrflZifKIuw: 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



9.4/10

  • 574
    Olumlu
  • 31
    Olumsuz
  • 147
    Yorum
  • 426704
    Gösterim

SPONSOR VİDEO

Rastgele Yazarlar

  • Goran Dimov

    Goran Dimov

    1 HAZİRAN 2014
  • Kyletiv7

    Kyletiv7

    28 Mayıs 2007
  • The Exploiteers

    The Exploite

    4 Ocak 2011

ANKET



Bu sayfa işinize yaradı mı?