hızlarıyla va > vb olacak biçimde hareket ettiklerinde, aşağıda sıralanan süreç yaşanır.



Benzer belgeler
Elektriksel Alan ve Potansiyel. Test 1 in Çözümleri. Şekle göre E bileşke elektriksel alan açıortay doğrultusunda hareket ettiğine göre E 1. dir.

Tork ve Denge. Test 1 in Çözümleri

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

11. SINIF SORU BANKASI

M Ry. Vücut Kütle Merkezi Konumu Hesabı. Nm 2. y 2. Dersin Kapsamı. Kütle Çekim Kuvveti. Kütle. Ağırlık. Moment. Denge. 4 Mart 2010 Arif Mithat Amca

DİNAMİK Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

PARALEL LEVHALAR. Bölüm -2. Levhalar arasındaki elektriksel alan K'da EK, L'de EL ise, oranı. kaçtır?

TEST 22-1 KONU ELEKTROMANYETİK KUVVET. Çözümlerİ ÇÖZÜMLERİ

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

11. SINIF KONU ANLATIMLI. 2. ÜNİTE: ELEKTRİK VE MANYETİZMA 1. Konu ELEKTRİKSEL KUVVET VE ELEKTRİK ALANI ETKİNLİK VE TEST ÇÖZÜMLERİ

2. POTANSİYEL VE KİNETİK ENERJİ 2.1. CİSİMLERİN POTANSİYEL ENERJİSİ. Konumundan dolayı bir cismin sahip olduğu enerjiye Potansiyel Enerji denir.

Fizik 101-Fizik I Dönme Hareketinin Dinamiği

Newton un II. yasası. Bir cismin ivmesi, onun üzerine etki eden bileşke kuvvetle doğru orantılı ve kütlesi ile ters orantılıdır.

1. BÖLÜM ELEKTROSTATİK. Yazar: Dr. Tayfun Demirtürk E-posta:

DERS 10. Kapalı Türev, Değişim Oranları

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi, Fizik Bölümü Fizik I Dersi Final Sınavı

Bölüm 9: Doğrusal momentum ve çarpışmalar

Hareket Kanunları Uygulamaları

Newton un ikinci yasası: Bir cisim ivmesi cisim üzerine etki eden toplam kuvvet ile doğru orantılı cismin kütlesi ile ters orantılıdır.

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

STATİK MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN

MKM 308 Makina Dinamiği. Eşdeğer Noktasal Kütleler Teorisi

11. SINIF KONU ANLATIMLI. 2. ÜNİTE: ELEKTRİK VE MANYETİZMA 3. Konu DÜZGÜN ELEKTRİKSEL ALAN VE SIĞA ETKİNLİK VE TEST ÇÖZÜMLERİ

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

İ. T. Ü İ N Ş A A T F A K Ü L T E S İ - H İ D R O L İ K D E R S İ BOYUT ANALİZİ

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

11. SINIF SORU BANKASI. 2. ÜNİTE: ELEKTRİK VE MANYETİZMA 1. Konu ELEKTRİKSEL KUVVET VE ELEKTRİK ALAN TEST ÇÖZÜMLERİ

DİNAMİK DERS NOTLARI. Doç.Dr. Cesim ATAŞ

VERİLER. Yer çekimi ivmesi : g=10 m/s 2

11. SINIF KONU ANLATIMLI. 1. ÜNİTE: KUVVET VE HAREKET 7. Konu İTME VE ÇİZGİSEL MOMENTUM ETKİNLİK VE TEST ÇÖZÜMLERİ

MKM 308 Makina Dinamiği

Fizik 203. Ders 5 İş-Enerji- Momentum Ali Övgün. Ofis: AS242 Fen ve Edebiyat Fakültesi Tel:

Toplam

Fizik 101: Ders 17 Ajanda

T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FİZİK-1 LABORATUVARI DENEY RAPORU

İnşaat Mühendisliği Bölümü UYGULAMA 1- BOYUT ANALİZİ

Uydu Yörüngelerine Giriş

FİZİK MOMENT - DENGE MO MEN T. M o m e n t = K u v v e t x D i k U z a k l ı k

11. SINIF SORU BANKASI. 2. ÜNİTE: ELEKTRİK VE MANYETİZMA 3. Konu DÜZGÜN ELEKTRİK ALAN VE SIĞA TEST ÇÖZÜMLERİ

A noktasında ki cisim uzaklaşırken de elektriksel kuvvetler iş yapacaktır.

T.C. SAKARYA ÜNİVERSİTESİ FİZİK-1 LABORATUVARI DENEY RAPORU

İŞ : Şekilde yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvveti görülmektedir. Parçacık A noktasından

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

4. İKİ BOYUTLU UZAYDA ÇARPIŞMA

Küresel Aynalar. Test 1 in Çözümleri

Fizik 101: Ders 21 Gündem

r r r F İŞ : Şekil yörüngesinde hareket eden bir parçacık üzerine kuvvetini göstermektedir. Parçacık A noktasından

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği ( 1. ve 2. Öğretim ) Bölümü Dinamik Dersi (Türkçe Dilinde) 2. Çalişma Soruları / 21 Ekim 2018

KATI CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ (Kinetik Enerji)

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

Fizik 101: Ders 18 Ajanda

YAZILI SINAV SORU ÖRNEKLERİ FİZİK

İş-Kinetik Enerji, Potansiyel Enerji, Enerji Korunumu

BAHAR YARIYILI FİZİK 2 DERSİ. Doç. Dr. Hakan YAKUT. Fizik Bölümü

Bölüm 7: İş ve Kinetik Enerji

KKKKK VERİLER. Yer çekimi ivmesi : g=10 m/s 2. Metrik Ön Takılar sin 45 = cos 45 = 0,7

Doğrusal Momentum ve Çarpışmalar

Yrd. Doç. Dr. Fatih TOSUNOĞLU Erzurum Teknik Üniversitesi Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

Bağıl Hareket. Test 1 in Çözümleri. 4. Gözlemcinin K, M ve N araçlarında olduğu düşünülerek. Bunun için gözlemci vektörü ters çevrilir.

STATİK MÜHENDİSLİK MEKANİĞİ. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN. Behcet DAĞHAN

AST413 Gezegen Sistemleri ve Oluşumu. Ders 3 : Kepler Denklemlerinden Ötegezegen Keşiflerine

Fiz 1012 Ders 6 Manyetik Alanlar.

Mekanik. Mühendislik Matematik

Bölüm-4. İki Boyutta Hareket

Video Mekanik Enerji

Sabit Bağlama Gövde Hesabı

Tanım Akışkanların Statiği (Hidrostatik) Örnekler Kaldırma Kuvveti Örnek Eylemsizlik Momenti Eylemsizlik Yarıçapı

DENEY 5 DÖNME HAREKETİ

ITAP Fizik Olimpiyat Okulu

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

Ünite. Optik. 1. Gölgeler 2. Düzlem Ayna 3. Küresel Ayna 4. Işığın Kırılması 5. Mercekler 6. Renkler

Ünite. Optik. 1. Gölgeler 2. Düzlem Ayna 3. Küresel Ayna 4. Işığın Kırılması 5. Mercekler 6. Renkler

DENEY 4 ÇARPIŞMALAR VE LİNEER MOMENTUMUN KORUNUMU

Dinamik. Fatih ALİBEYOĞLU -8-

Rijit Cisimlerin Dengesi

ÇEV207 AKIŞKANLAR MEKANİĞİ KİNEMATİK-1. Y. Doç. Dr. Güray Doğan

SIVI BASINCI. 3. K cis mi her iki K. sı vı da da yüzdü ğü ne gö re ci sim le re et ki eden kal dır ma kuv vet le ri eşittir. = F ky 2V.d X.

Mühendislik Mekaniği Dinamik. Yrd.Doç.Dr. Akın Ataş

BÖLÜM Turbomakinaların Temelleri:

04_Nisan _2012 ITAP_Deneme Sınavı

Küresel Aynalar. Test 1 in Çözümleri

Mukavemet-II PROF. DR. MURAT DEMİR AYDIN

Bölüm 6 AKIŞ SİSTEMLERİNİN MOMENTUM ANALİZİ

DİNAMİK. Ders_6. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

MODEL SORU - 1 DEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ

elde ederiz. Bu son ifade yeniden düzenlenirse,

Rijit Cisimlerin Dengesi

Adnan GÖRÜR Duran dalga 1 / 21 DURAN DALGA

Doğrusal Momentum ve Çarpışmalar Doğrusal Momentum ve Korunumu

Fizik 101: Ders 11 Ajanda

Türev Kuralları. Kural 1. Sabitle Çarpım Kuralı c bir sabit ve f türevlenebilir bir fonksiyonsa, d dx [cf(x)] = c d. dx f(x) dir. Kural 2.

KKKKK. Adı Soyadı : Numarası : Bölümü : İmzası : FİZİK I

BATMIŞ YÜZEYLERE GELEN HİDROSTATİK KUVVETLER

Kuvvet. Kuvvet. Newton un 1.hareket yasası Fizik 1, Raymond A. Serway; Robert J. Beichner Editör: Kemal Çolakoğlu, Palme Yayınevi

BTÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE LABORATUVARI DERSİ

3.1. Basınç 3. BASINÇ VE AKIŞKAN STATİĞİ

Akışkanların Dinamiği

TEST 20-1 KONU KONDANSATÖRLER. Çözümlerİ ÇÖZÜMLERİ. 1. C = e 0 d. 2. q = C.V dır. C = e 0 d. 3. Araya yalıtkan bir madde koymak C yi artırır.

Transkript:

7.1 KONUY KIŞ uraya kaar parçacığın parçacıklar topluluğunun kinematiği ile kinetiği (hareket enklemi, iş ve enerji, impulsmomentum) anlatılı. Şimi birikimlerimizi kullanarak, inamik içeriği aha yoğun olan üç özel konuyu ele alacağız. unlar çarpışma, merkezsel hareket (gök mekaniği), sürekli kütle akımı. 7. ÇRPIŞM İki parçacığın birbiriyle çarpışması, impulsmomentum ilkesi ile çözülür. Çarpışma sırasına oluşan olukça şietli impulsif etkiye sahip kuvvetler çok kısa bir zaman aralığı içine etkirler. Karmaşık bir olay olan çarpışma sırasına malzemeler önce şekil eğiştirirler, sonra bunun tümünü ya a bir kısmını geri kazanırlarken, aynı ana ısı ve ses açığa çıkarırlar. Şimi Şekil 7.1 en yararlanarak konuyu anlamamıza yarayacak iki tanım yapalım. Temas Yüzeyi: Çarpışan iki parçacığın birbirleriyle temas ettikleri noktaa yüzeylerine teğet olan üzlemir (akınız Şekil 7.1a). Çarpışma Çizgisi: Parçacıkların kütle merkezinen geçen çizgi. Çarpışma sırasına iki farklı urumla karşılaşılabilir. Eğer Şekil 7.1a a görülüğü gibi parçacıkların çarpışma öncesineki hız vektörleri çarpışma çizgisi ile çakışıyorsa buna oğruan merkezi çarpışma, aksi hale Şekil 7.1b e görülüğü gibi ise eğik merkezi çarpışma enir. DOĞRUDN MERKEZİ ÇRPIŞM: Şekil 7.a a görülüğü gibi iki tane bilaro topu üşünelim. Her ikisi e sağ tarafa oğru biat üstüne v ve v hızlarıyla v > v olacak biçime hareket ettiklerine, aşağıa sıralanan süreç yaşanır.

187 7. PRÇCIĞIN KİNETİĞİ: ÖZEL KONULR ÖZET İLGİ Doğruan merkezi çarpışma: ve parçacıklarının çarpışma öncesi hızları v ve v birbirlerine paralelir. u iki parçacığın çarpışma sonrası hızları v ve v yi bulmak için kullanılacak iki enklem: momentumun korunumu : mv + m v = mv + m v çarpışma katsayısı : e= v - v v - v Eğik merkezi çarpışma: Temas yüzeyine teğet oğrultuya t ve çarpışma çizgisine normal oğrultuya n ersek, hız vektörlerini (t, n) takımına bileşenlerine ayırabiliriz. Teğet oğrultua her iki parçacıkta a oğrusal momentum korunur. öylece teğet oğrultuaki hız bileşenleri: (v )t = (v )t, (v )t = (v )t Normal oğrultuaki hız bileşenlerini bulmak için kullanılacak iki enklem: m (v )n + m (v )n = m (v )n + m (v )n e= (v )n - (v )n (v )n - (v )n.örnek 7-1. Şekil P1.1 eki golf topu h1 = 70 cm yükseklikten serbestçe bırakılıyor. Top rijit yüzeye çarptıktan sonra h = 5cm yukarıya zıplıyor. Golf topu ile yüzey arasınaki çarpışma katsayısını hesaplayınız. ÇÖZÜM: Rijit yüzey: Kütlesi : my = Hareketsiz oluğunan : vy = vy = 0 (P1.1) Çarpışma öncesi hız: Golf topunun yüzeye çarpacağı anki hızı vt yi bulmak için enerjinin korunumu ilkesinen yararlanalım (akınız Şekil P1.a). Topun h1 = 0.7 m yükseklikte serbest bırakılığı anki potansiyel enerjisi, zemine ulaştığı anaki kinetik enerjisine eşitlenirse:

190 DİNMİK ( v ) 0.04 m/sn, ( v ) 0.71m/sn = = (P 3.6) 1 n n. topun çarpışma onrası hareket oğrultusu: ( ( v ) -1 t -1-0.5 = tan = tan =- 0.61ra =-35 v 0.71 ( ) ) ( ) n Şekil P 3.3 e görülüğü gibi beyaz top sağ cebe girmez. 7.3 MERKEZSEL HREKET - GÖK MEKNİĞİ Parçacığın hareketi sırasına onun yörüngesini belirleyen F kuvveti Şekil 7.5 eki gibi bir sabit O noktasına yönelmişse, ortaa bir merkezsel hareket varır. Gezegen hareketleri, uyuların ünya etrafınaki hareketi, yüksek irtifalı roketler ile uzay araçlarının hareketleri buna örnek verilebilir. Kepler Kanunları: Gezegen hareketlerinin kuramsal çözümü yapılmaan önce, 17. yüzyılın başlarına Kepler (15711630) gözlemlere ayalı üç önemli sonuca varmıştır. unlar: 1. Gezegen yörüngeleri, oağına güneşin bulunuğu bir elipstir.. Gezegen ile güneş arasınaki yarıçap, eşit zaman ilimine eşit miktara alan tarar. 3. Gezegen hareketine, periyoun karesi, gezegenle güneş arasınaki ortalama uzaklığın küpü ile orantılıır. HREKET DENKLEMLERİ: Şekil 7.5 e oak noktasına sabit uran M kütleli parçacığın etrafınaki bir yörüngee hareket een m kütleli parçacığa etkiyen çekimsel kuvvetin şieti, Mm F = G (7.11) r ir. uraa G evrensel çekim sabiti olup, r kütlelerin merkezleri arasınaki uzaklıktır. Çekimsel harekete en uygun takım Şekil 7.6 aki (, r ) kutupsal koorinatlarır. u uruma hareket enklemleri, Fr = mar - F = m( r-r ) üï ï ýï (7.1) F = ma 0= mr ( + r ) ï ïþ olur. Şimi bu iki enklemi sırayla ele alıp biraz inceleyelim. (7.1) nin ikinci enklemi: Sıfıra eşit enkleme m çarpanı üştükten sonra, ifaeyi r ye bölüp biraz üzenlersek,

7. PRÇCIĞIN KİNETİĞİ: ÖZEL KONULR 193 Uyu, ünyanın merkezineki oak noktasına göre ifae eilen yörüngesine, fırlatma uçuşu enilen hareketle yani roketlerle yönlenirilerek oturtuluyor ve sonra yörüngeye girince roketleren ayrılarak serbest uçuş sürecine geçiyor. Fırlatma uçuşu Şekil 7.8 e kesikli çizgiyle gösterilmiştir. u noktaa uyunun serbest uçuş hızı belli bir eğerin altına inerse, uyu ünyaya yönelir ve o a kesikli çizgi ile çarpma yörüngesi olarak Şekil 7.8 e görülüyor. yrıca şekli inceleiğimize yörüngenin belirlenmesine ışmerkezliğin önemli bir araç oluğu hemen fark eiliyor. Şöyle ki: e = 0 airesel serbest uçuş 0< e < 1 eliptik serbest uçuş e = 1 parabolik serbest uçuş e > 1 hiperbolik serbest uçuş. YÖRÜNGE DENKLEMİ: açısının ölçüleceği başlangıç ekseni eğer Şekil 7.7a aki gibi bir keyfi x ekseni eğil e, koniği ik kesen oak ışını üstüneki x ekseni biçimine seçilirse, (7.19) ve (7.1) e faz açısı = 0 olur. Şu anan itibaren kenimizi ünya etrafınaki uyu hareketiyle sınırlayalım ve oak noktasınaki ünyanın kütlesine M, uyunun kütlesine m iyelim. öylece (7.1) ve (7.) en, uyu için yörünge enklemi, = + C cos (7.3) biçimine saeleşir. Ya a (7.3) e (7.) yi yerleştirirsek, ışmerkezlik üstünen ifae eilen yörünge enklemi, = ( 1+ ecos ) (7.4) ele eilir. Dünya yarıçapı R = 6378km ir. Göstermek mümkünür ki, 14 3 4 10 m /sn = gr = olur (akınız Problem 7-3.1). Şekil 7.8 e oak ışını iki özel noktaa eliptik yörüngeyi ik keser. iri = 0 için oağa en yakın uzaklık olan günberi noktası, iğeri = 180 için oağa en uzak yer olan günöte noktasıır. C ve h sabitlerinin hesabı: Yörünge üzerine bir noktanın konumu ve buraa uyu hızının belli ise bu sabitler belirlenebilir. Şimi bunu

7. PRÇCIĞIN KİNETİĞİ: ÖZEL KONULR 197 Öte yanan, = 0 ve = 180 için (7.4) ü üzenlersek, sırasıyla, = ( 1+ e) ve = ( 1- e) (7.41) 1 ele eilir. u iki ifaeyi taraf tarafa toplarken h= vr 11 ile birlikte (7.31), (7.34) ve (7.35) en e yararlanırsak, bir takım basit işlemler sonrasına günberi noktasınaki hızın karesi, ( 1+ e) v1 = (7.4) a( 1-e) bulunur. Şimi (7.40) a (7.4) ve (7.34) e yerleştirilirse, enerji, m E =- = sabit (7.43) a ele eilir. O noktasınan r kaar öteeki herhangi bir noktaa hızı v olan uyunun enerjisi (7.43) e eşit olmalıır. una göre, 1 m m mv - r =- a (7.44) 1 v = ( - r a ) (7.45) bulunur. (7.45), büyük yarı eksen uzunluğu belli olan periyoik bir merkezsel harekette herhangi bir r uzaklığınaki uyunun hızını belirlemekte kullanılan çok yararlı bir ifaeir. çısal Momentumun Korunumu: Merkezsel harekette çekim kuvveti hep oak noktası O ya yönelmiş oluğu için parçacığın hareketi sırasına açısal momentum korunur. O neenle, örneğin Şekil 7.9 a, P 1 ve P noktaları arasına açısal momentumun eşitliği, ( mv1) r1= ( mvsin ) r rv 1 1= r( vsin ) (7.46).ÖRNEK 7-4. Dünya merkezinen r 1 kaar yükseklikte günberi noktasına yörüngeye oturtulmaya çalışılan Şekil P 4.1 eki uyu, roketlerine oluşan bir arıza neeniyle kaçma hızı ile serbest uçuş noktasına geliyor. u hızı hesaplayınız. ÇÖZÜM: Uyu kaçma hızına çıktığına parabolik yörünge girer ve ışmerkezliği e e = 1 (sınır eğer) olur. Şu hale (7.) ve (7.5) en: Ch e = Ch 1= C = h

0 DİNMİK olur. uraa moment kolları r O ile r O, sırasıyla, O noktası ile ve kesitlerinin geometrik merkezleri arasınaki ik uzaklıktır. Eğer giren ve çıkan akışkanın hızları aynı üzleme eğilse, o zaman yazılacak vektörel ifae: m M ( ) O = r t O v - r O v (7.51).ÖRNEK 7-8. Şekil P 8.1 eki enjektöre sabit boruan giren suyun statik basıncı kesitine p = 8kN/m ir. ve kesitlerine ait alanlar = 0.08m ve = 0.04m olup, enjektörü v = 8m/sn lik hızla terk een suyun oğrultusunun yatayla yaptığı açı = 30, suyun yoğunluğu 3 3 s = 10 kg/m tür. Enjektör ağzının geometrik merkezi ile C kesiti arasınaki üşey uzaklık h = 0.5m, enjektörün ağırlığı W e = 00 N, ağırlık merkezi M nin konumunu veren boyutlar a = 0.1m ve b = 0.3m ir. Enjektörü üşey boruya bağlayan C kesitine oluşacak bağ kuvvetleri ile eğilme momentini hesaplayınız. ÇÖZÜM: Sabit özgül ağırlıklı üzgün akım neeniyle, 0.04 v = v v = 8 = 4m/sn 0.08 olur. Şekil P 8. en yararlanılarak üzgün akım enklemi yazılırsa: m Fx = é ( v) -( v) ù x x t êë úû m 3 = sv = 10 4 0.08 = 30 kg/sn t ( v) = 0 x ( v) = v = 4m/sn y ( v) = v cos 30 = 6.93m/sn x ( v ) =- v sin 30 =-4m/sn C = 30( 6.93-0) = 17 N x m Fy = é ( v) -( v) ù y y t êë úû m p-cy- We = [(-4)- 4] t y