Katı Cismin Uç outlu Haeketi KĐNEMĐK 7/2 Öteleme : a a a ɺ ɺ ɺ ɺ ɺ / / /,
7/3 Sabit Eksen Etafında Dönme : Hız : wx bwe bwe wx be he x we wx bwe e d b be d be he b h O n n n ɺ ɺ θ θ θ θ θ ( 0
Đme : d d a ( wx a wx ɺ wxɺ wx ɺ wx( wx, a wx ɺ ( w w ( w w wx ɺ we ɺ x( he be wbe ɺ a n n θ t at wb ɺ αb ax( bxc ( a c b ( a b c wxwx wen x[ wen x( hen be ] 2 an wxwx wenx( bweθ bw e Nomal Đme 2 an bw. w 0,. wɺ 0, a. w 0, a. wɺ 0
Üç outlu Genel Katı Cisim Haeketi (Öteleme apan x--z Eksenle ağıl haeket kaamını üç boutlu haekete genelleştieek inceleeceğiz. XYZ sabit eksen takımını, xz ise haeketli eksen takımını ifade etsin.
w açısal hız ektöü, / /, a a a / idi. Düzlemsel haekette elde ettiğimiz bu ifadele anen üç boutlu haekette de geçelidi. Sadece uzaklığının sabitliğine dikkat edilmelidi. xz ile anı ötelemei apan deki gözlemcie göe, katı cismin noktası mekezinde olan bi küe üzeinde kalı. Yani, katı cismin üç boutlu genel haeketini nin ötelemesi etafında katı cismin dönmesinin süpepozisonu olaak göebiliiz. NO: / ektöü katı cisme değişmez olaak lıdı. nen wxi, wxi d wx ifadeleinde olduğu gibi, / biçiminde azılabili. d d d / ( / wx / sonucu elde edili. / di di Đme : d d a ( wx / a a a wx ɺ wx( wx / / wx ɺ / wxɺ /
biçiminde imele alanı elde edili. w : Katı cismin ani dönme ektöü w ɺ : Katı cismin açısal imesi Not : xz ekseni da alınısa; wx a a wx ɺ biçimindedi. / / wx( wx /, / / Not : noktasının katı cisim üzeinde hızı bilinen bi nokta olaak seçmek fadalıdı. Not : Eğe şekildeki e noktalaı katı cismin uzasal mekanizmasının ijid kontol lantı uçlaı isele ki bu tü lantı elemanlaı küesel mafsal (ball and socket şeklinde uçlaından lanıla. ağlantı
kolunun ( nin kendi ekseni etafındaki hehangi bi dönmesi nin sistem w temsil ede. üzeindeki etkisini etkilemez. ölece nin etkisini e dik olan n u da bize, wn wn / 0 şatını ei. enze şekilde nin açısal imesinin etkisini e dik olan α n 0 denklemini ei. u son iki denklem poblem çözümünde eksik kalan denklem saısını ei. Dönen Refeans Sistemine Göe Genel Haeket Katı cismin üç boutlu haeketinde genel haeketin (öteleme e dönme tam olaak açıklaabilmek için, haeketli ekse takımının (xz haeketini de genel haeket (öteleme e dönme olaak almak geeki. xz nin açısal hızı Ω e oijini noktasıdı. xz nin açısal hız ektöü Ω ile katı cismin w açısal hız ektöü faklı olabili,
Hız : d / ( / ɺ xi ɺ j ɺ zk ɺ xi ɺ j ɺ zk ağ xɺ Ωxi ɺ Ωxj 2Ωxk Ωx ağ / b d ( xi j zk Đme : d d a ( d a a ( Not : ağ ağ Ωx / ɺ d / Ωx / Ωx 5inci bölümde xz ekseninde azılan hehangi bi ektöün XY eksen takımındaki tüei: d d wx XY x biçimde unutmamışladı. u ifadenin 3 boutlu ifadesi
d d ağ XYZ d d ağ / Ω XYZ xz x ağ d ağ ɺ d / a a Ω xağ Ω x / Ω x( Ωx / ɺ a a aağ Ω xağ Ω x / Ω xağ Ωx( Ωx / ɺ a a aağ 2 Ω xağ Ω x / Ωx( Ωx / xɺ i j ɺ zk ɺ a ɺɺ xi ɺɺ j ɺɺ zk ağ biçimleini alı. ağ Ωx xz ağ ifadesi elde edili. una göe,
Katı Cismin ağıl Dönmesi x--z eksen takımını katı cismin hehangi noktasına laalım. dat katı cismin sabit uzaklığıdı. Katı cismin sabit OXYZ e göe dönmesi θ olsun. Yani xz ekseni θ kada dönsün. nı dönmei doğusuda apa. ıca, doğu paçasının xz e göe θ θ ıl dönmesine izin eelim. ölece nin toplam dönmesi; OXYZ e göe θ ile xz e göe θ θ ıl dönmeleinin toplamı kada olu. oplam dönme θ θ θ azılı. θ ile bölünüp limite geçileek, θ t θ t θ lim t lim t 0 lim t 0 w Ω w ifadesi bulunu. t
Üç boutlu haekette, Ω Ωxi1 Ω j1 Ωzk1 w w i w j w k x biçiminde olabili. w Ω w Ω i z j k x 1 Ω 1 Ω z 1 w i w x j w k z Ω : Katı cismin OXYZ e göe açısal hız ektöü, w : Katı cismin haeketli eksen takımına göe açısal hız ektöü. Not : OXYZ ile xz paalel ise, i1 i ; j1 j; k1 k alını. ksi halde i1, j1, k1 ; i, j, k cinsinden ada tam tesi azılmalıdı.
oplam çısal Đme α α α α dw d ( Ω w Ωɺ xi ɺ j ɺ zk wɺ 1 Ω 1 Ω 1 ɺ Ω α wx ( Ωxi w ɺ Ω α Ωxw x i wɺ j wɺ zk w ( Ωxj w ( Ωxk z x i ɺ w ɺ ɺ j w k ifadesi elde edili Ω ɺ : Katı cismin (xz OXYZ e göe açısal imesidi α : paçasının xz e göe açısal imesidi. Not : Düzlemsel haekette Ω ile w anı doğultulu olula. Ω w x 0 azılı. Düzlemsel halde toplam açısal ime ise, ɺ α Ω α şeklinde azılı. z
Not : Eğe Ω sabit ise (üüklüğü e doğultusu değişmiosa Ω ɺ 0 azılı. nı hal w için de a ise α w ɺ 0 alını. u duumda toplam ime α Ω x w şeklinde elde edili. ( Ω e w nın sabit olduğu hal unlaa ilae olaak eğe haeketle düzlemsel ise Ω// w Ωxw 0 olu e bölece sabit açısal hız ile düzlemsel haeket apan katı cismin ıl haeketinde toplam açısal ime α 0 alını. ( Ω e w sabit, haeket düzlemsel