O xyz OXYZ. Düzgün Doğrusal Öteleme. O 1 in yörüngesi bir Doğru olacak

Benzer belgeler
Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

MADDESEL NOKTANIN EĞRİSEL HAREKETİ

KATI CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

KUVVET için F KÜTLE için m İVME için a

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

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

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

Kinetik Problemleri için Çözüm yöntemleri i.) Newton un 2. yasası F = m a. ii.) İş-Enerji Yöntemi. iii.) İmpuls-momentum yöntemi

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

Bölüm 9: Doğrusal momentum ve çarpışmalar

KATI CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ (Kinetik Enerji)

6 Rijit cisimlerin düzlemsel kinetiği

Sistem Dinamiği. Bölüm 3- Rijit Gövdeli Mekanik Sistemlerin Modellenmesi. Doç.Dr. Erhan AKDOĞAN

MADDESEL NOKTALARIN DİNAMİĞİ

Fizik 101-Fizik I

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

HARRAN ÜNİVERSİTESİ 2016 YILI ZİRAAT FAKÜLTESİ FİNAL SINAVI SORU ÖRNEKLERİ

Fizik 101-Fizik I Dönme Hareketinin Dinamiği

DİNAMİK DERS NOTLARI. Doç.Dr. Cesim ATAŞ

KİNETİK ENERJİ, İŞ-İŞ ve ENERJİ PRENSİBİ

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

Hareket Kanunları Uygulamaları

Hareket Kanunları. Newton un Hareket Kanunları. Fiz 1011 Ders 5. Eylemsizlik - Newton un I. Yasası. Temel - Newton un II. Yasası

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

FIZ Uygulama Vektörler

Yapı Sistemlerinin Hesabı İçin. Matris Metotları. Prof.Dr. Engin ORAKDÖĞEN Doç.Dr. Ercan YÜKSEL Bahar Yarıyılı

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

Bölüm-4. İki Boyutta Hareket

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

Düzgün olmayan dairesel hareket

1 Rijit Cisimlerin Düzlemsel Kinematiği

DİNAMİK. Ders_9. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

Fizik 101: Ders 18 Ajanda

KATI CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ

MIM 210 DİNAMİK DERSİ DERS NOTU

KATI CİSİMLERİN BAĞIL İVME ANALİZİ:

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

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

MKM 308 Makina Dinamiği. Eşdeğer Noktasal Kütleler Teorisi

KİNEMATİK TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ

HAREKET HAREKET KUVVET İLİŞKİSİ

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

0.3 Sabit Nokta Etrafında Dönme (Düzlemsel)

MADDESEL NOKTALARIN DİNAMİĞİ

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

DİNAMİK MEKANİK. Şekil Değiştiren Cisimler Mekaniği. Mukavemet Elastisite Teorisi Sonlu Elemanlar Analizi PARÇACIĞIN KİNEMATİĞİ

MEKANİK TİTREŞİMLER DERS NOTLARI

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

Uydu Yörüngelerine Giriş

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

Gravite alanı belirlemede modern yaklaşımlar

Potansiyel Enerji. Fiz Ders 8. Kütle - Çekim Potansiyel Enerjisi. Esneklik Potansiyel Enerjisi. Mekanik Enerjinin Korunumu

MAT 101, MATEMATİK I, FİNAL SINAVI 08 ARALIK (10+10 p.) 2. (15 p.) 3. (7+8 p.) 4. (15+10 p.) 5. (15+10 p.) TOPLAM

Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise, cisim ya durur, ya da bir doğru boyunca sabit hızla hareketine devam eder.

Bölüm 2. Bir boyutta hareket

DİNAMİK TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ

0.1 Katı Cismin Üç Boyutlu Hareketinin Kinetiği

İş, Güç ve Enerji. Fiz Ders 7. Sabit Bir Kuvvetin Yaptığı İş. Değişen Bir Kuvvetin Yaptığı İş. Güç. İş-Kinetik Enerji Teoremi

Doğrusal Momentum ve Çarpışmalar Doğrusal Momentum ve Korunumu

Bölüm 4. İki boyutta hareket

Doç.Dr. Cesim ATAŞ MEKANİK ŞEKİL DEĞİŞTİREN CİSİMLER MEKANİĞİ DİNAMİK

FIZ 1301 FİZİK-I LABORATUAR KILAVUZU

Mekanik. Mühendislik Matematik

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

İÇİNDEKİLER xiii İÇİNDEKİLER LİSTESİ BÖLÜM 1 ÖLÇME VE BİRİM SİSTEMLERİ

r r s r i (1) = [x(t s ) x(t i )]î + [y(t s ) y(t i )]ĵ. (2) r s

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

RİJİT CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ: ENERJİNİN KORUNUMU

EĞRİSEL HAREKET : Silindirik Bileşenler

İÇİNDEKİLER

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

A. Dört kat fazla. B. üç kat daha az. C. Aynı. D. 1/2 kadar.

Fizik Dr. Murat Aydemir

Dinamik. Fatih ALİBEYOĞLU -10-

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

5.DENEY. d F. ma m m dt. d y. d y. -kx. Araç. Basit. denge (1) (2) (3) denklemi yazılabilir. (4)

TEKNOLOJĐNĐN BĐLĐMSEL ĐLKELERĐ DERS NOTLARI

DİNAMİK. Ders_10. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

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

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

BASİT HARMONİK HAREKET

Akışkan Kinematiği 1

1) Bir sarkacın hareketini deneysel olarak incelemek ve teori ile karşılaştırmak. 2) Basit sarkaç yardımıyla yerçekimi ivmesini belirlemek.

Rijit cisim mekaniği, diyagramdan da görüldüğü üzere statik ve dinamik olarak ikiye ayrılır. Statik dengede bulunan cisimlerle, dinamik hareketteki

KİNETİK GAZ KURAMI. Doç. Dr. Faruk GÖKMEŞE Kimya Bölümü Hitit Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi 1

( t) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

Parçacıkların Kinetiği Impuls-Momentum Yöntemi: Çarpışma

ĐŞ GÜÇ ENERJĐ. Zaman. 5. Uygulanan kuvvet cisme yol aldıramıyorsa iş yapılmaz. W = 0

GÜZ YARIYILI FİZİK 1 DERSİ

Gerilme Dönüşümü. Bölüm Hedefleri

Soru 1. Cisim dengede ise F¹ ve F² nedir? F¹ = 50.cos 53 = 30N F² = 50.sin 53 = 40N. Soru 2. P² = 8+16 = 24N P³ = 12-6 = 6N

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

DENEY 5 DÖNME HAREKETİ

MAK 308 MAKİNA DİNAMİĞİ Bahar Dr. Nurdan Bilgin

4.1 denklemine yakından bakalım. Tanımdan α = dω/dt olduğu bilinmektedir (ω açısal hız). O hâlde eğer cisme etki eden tork sıfır ise;

DİNAMİK 01 Giriş ve Temel Prensipler

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

RÖLATİF HAREKET ANALİZİ: İVME

ELK-301 ELEKTRİK MAKİNALARI-1

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

Transkript:

3.14 Bağıl Hareket Bu ana kadar Newton un ikinci kanununu, enerji-iş eşitliklerini ve impuls-momentum eşitliklerini, sait ir eksen takımına göre uyguladık. Gerçekte hiç ir eksen takımı ise gerçekte sait değidir, saite en yaklaştığımız durum astronomik referans sisteminde eksen takımlarını ir takım yıldızlara iliştirmemizdir. Eğer güneşi sait kaul edersek dünyanın merkezi 0.00593 m/s, eğer dünyanın merkezini sait kaul edersek ekvatorda deniz seviyesindeki ir cismin 0.0339 m/s ir ivmesi vardır. Fakat 0.00593 m/s ve 0.0339 m/s ivmeleri g diğer mühendislik uygulamalarındaki ivmelere nazaran çok daha küçük olduğundan dünyaya ağlı ir eksen takımı sait ir eksen takımına denktir. Mekaniğin prensipleri GALILE eksen takımında geçerlidir. 1

Z xyz XYZ 1 = CPERNIC EKSEN TAKIMI X 0000 00 0 000 00 000 0000 0 0 0 0 0 0 0 0 0000 000 00 000 0 00 0 GÜNEŞ sait yıldız Düzgün Doğrusal Öteleme 1 in yörüngesi ir Doğru olacak V 1 = sait 1 Y D x 1 z y GALILE EKSEN TAKIMI sait yıldız a = 0 Düzgün doğrusal harekette ivme Sonsuz sayıda GALILE eksen takımı vardır. Yere ağlı ir eksen takımı GALILE eksen takımı değildir. Çünkü yer (dünya) güneşe göre düzgün doğrusal ir öteleme yapmaz. Buna rağmen, sapmalar oldukça küçük olduğundan YERE BAĞLI EKSEN TAKIMLARINI GALILE EKSEN TAKIMI LARAK ALIRIZ.

Teorem : Galileo eksen takımlarında ir maddesel cismin ivmesi AYNIDIR. X Z x 1 z Y Q. P y V 1 a = mutlak ivme, a = ağıl ivme, a = sürüklenme ivmesi m s am = a + as + ω a ' dir. (ispatı ileride verilecek) ω = 0 a c = 0 a c = 1 P = Mutlak hareket XYZ P = Bağıl (izafi) hareket 1xyz xyz = Sürüklenme hareketi XYZ 1 (Düzgün değişen ir öteleme) 3

as = a P = a Q = a 1 = 0 Düzgün doğrusal öteleme a m = a F = ma Bütün eksen takımlarında ivme aynıdır. alınailir. Yani yere ağlı eksen takımını Galileo eksen takımı olarak alailiriz. Buna sait yada Atalet eksen takımı da denir. a) Bağıl-Hareket Denklemi Şimdi m kütlesindeki ir noktasal cismin hareketli x-y-z ve sait X-Y-Z eksen takımına göre hareketini inceleyelim. x-y-x eksen takımı sait X-Y-Z eksen takımına göre öteleme hareketi yapsın, 4

Z z ΣF m A r = r + r = r + r A B A/B B V = V + V = V + V, Σ F = ma A B A/B B A a = a + a = a + a A B A/B B X r A r B ΣF = ma x B Y r A/B) =r ağıl =r y ÖTELEME 5

Σ F = maa = m( a B + a ) Newton'un Hareket Denklemi NT: ΣF ma olduğundan, Newton un hareket denklemi herhangi ir ivmeli sisteme göre geçersizdir. ağ ) Sait Hız Đle Ötelenen Sistemler Yukarıdaki şekilde eğer x-y-z sistemi X-Y-Z e göre sait hızla öteleme yapıyorsa sistemin B orijin ivmesi SIFIR olur. Buna göre hareket denklemi ( a B = 0 ) A Σ F = ma = ma = ma olur. Yani Newton un Hareket yasası sait hızla hareket eden A/B ağ sistemlerde geçerlidir. I 6

3.15 SABĐT HIZLA ÖTELEME YAPAN EKSENLERDE ĐŞ-ENERJĐ VE ĐMPULS-MMENTUM Sait hızla öteleme yapan eksenlere ağıl harekette iş: (x,y,z) sait hız ile öteleme yapıyor. V = r ɺ B B ( X,Y,Z'e göre) ΣF 'nin (x,y,z) e göre elemansel işi du = ΣF.d r ; Σ F = ma = ma idi B A ( a =0 olduğundan) dv dv ds dv at = = = V dt ds dt ds dv at = V et = a ds X Z r B z x ΣF B r Y A m y dr a A =a e t dr = dse t 7

dv du = madr = m V et.( ds et ) ds dv du = mv ds = mvdv = mvdv ds 1 du = d mv elde edilir. 1 x, y, z'e göre kinetik enerji Tağ = T = mv dir. halde du = dt veya U = U = T = T ulunur. ağ ağ Yani u özel hareketle ĐŞ-ENERJĐ denklemi sağlanır. II 8

3.16 IMPULS VE MMENTUM x-y-z e göre m maddesel cisminin impulsu dt oyunca Σ Fdt = ma dt = ma dt yazılır. a A = dv idi dv Σ F dt = m dt = mdv elde edilir. Σ F dt = d(mv ) m=s. dt Gağıl = G = mv şeklinde tanımlanır. Đmpulsta yazarsak Σ Fdt = d(m V ) = dg veya Σ Fdt = dt G elde edilir. III Sonuç: Sait referans sistemine göre yazılan impuls-momentum ağıntısı sait hız ile öteleme yapan eksenlere göre de geçerlidir. 9

3.17 HAREKET MMENTĐ (AÇISAL MMENTUM) B orijinli x-y-z e göre AÇISAL MMENTUM, H ağıl = H = r G Zamana göre türevi : şeklindedir. Hɺ = rɺ G + r Gɺ Hɺ = ΣM B elde edilir. IV Sonuç: MMENT-AÇISAL Momentum ağıntısı sait hızla öteleme yapan sistemler için de geçerlidir. 10

Prolem 3/8: Şekildeki asit sarkaç a sait ivmesi ile hareket eden araaya monte edilmiştir. θ = 0 konumundan serest ırakılan sarkacın ipindeki T gerilmesini ulunuz. θ = π/ ve π için T yi elde ediniz. Çözüm 3/8: a = a + a a mut. ivme ağ ağ ivmesi araayla eraer hareket eden ir gözlemciye göre ivmedir. aağ = a = a tet + a ne n, a t = rθ ɺɺ, a n = ɺ Σ Ft = ma t mgcosθ = m(r ɺɺ θ -a sin θ ) r ɺɺ θ = gcosθ + a sinθ rθ idi.... y T e t θ 000 000 000 00 00 00 0000 0000 0000 0 0 00 000 000 0000 0 00 00 000 0000 0000 0 0 00 000 000 0 0 0 000 000 000 a 0 m a 0... x θ t θ θ mg 90-θ θ a 0 e n 11

ɺɺ 1 θ = (gcosθ + asinθ) r dθɺ ɺɺ 1 θ = θ ɺ = (gcosθ + a sin θ) dθ r 1 θdθ= ɺ ɺ (g cosθ + a sin θ)dθ r θɺ θ 1 θdθ ɺ ɺ = (gcosθ+ a sinθ) dθ r 0 0 ɺ = + cosθ)] r θ 1 [gsinθ a (1 rθ ɺ rθ ɺɺ a 0 dθ d dt dt dt ɺɺ dθ θ = = dθɺ dθɺ ɺɺ dθ θ = = dt dθ dt dθɺ ɺɺ θ = θɺ dθ ɺɺ θdθ = θdθ ɺ ɺ 1

rθɺ = [gsin θ+ a (1 cosθ)] n: Σ = ma T-mgsinθ = m(rθɺ -a cosθ) F n n 0 T-mgsin θ = m[g sin θ + a (1-cosθ)-a cosθ] 0 0 0 T = m[3gsin θ + a ( 3cosθ)] ulunur. Cevap π θ = için Tπ/ = m[3g(1) + a 0( 0)] = m(3g + 00) Cevap θ = πiçin T = m[3g(0) + a (-3{-1})] = 5ma Cevap π 0 0 13

Prolem 3/9: Şekildeki düzlemsel araç V 0 sait hızı ile hareket etmektedir. M kütleli vagon, ir vinç ile sürtünmesiz olarak çekilmekte ve halattaki gerilme p = st ile gösterilmektedir. Vagon x=0 konumundan araca göre harekete aşladığı anda x=x 0 = dir. Đş-Enerji denklemini araçtaki ir gözlemciye uygulayınız ve ikinci olarak da yerdeki ir gözlemciye göre uygulayınız. Her iki incelemenin iririne uygunluğunu görünüz. X x 0 x P m. V 0 x Çözüm 3/9: ARADAKĐ GÖZLEMCĐYE GÖRE: Sadece p iş yapar. 14

X= X 0000 0000 0000 0000 0000 0000 x 0 x 0000 0000 0000 0000 0000 0000 x Uağ = pdx = px, p = st 0 kinetik enerji değişimi 1 1 = ɺ = 1 Tağ m(x -0) mx Đş-Enerji denklemi Uağ Tağ px = mx 1 ɺ ɺ 15

YERDEKĐ GÖZLEMCĐYE GÖRE: p nin işi U= p(x-) elde edilir. Kinetik enerji değişimi X U = pdx = px x 1 T = m(xɺ -V 0 ) Bu son denklemi hareketli gözlemciye göre yeniden ele almak için X = x + x Xɺ = v + x ɺ ; Xɺɺ = ɺɺ x değişimlerini kullanalım. 0 0 U = P(X-) = P(x + x-) = px + p(x -) 0 0 1 ɺ ɺ ɺɺɺ ɺɺ ɺɺ aracın yer değiştirmesi x = v t yazılır. 1 px = mx px = mxx = mx p = mx ulunur. Şekilden 0 0 U = px + (mx)(v ɺɺ 0t) = px + mv ɺɺ 0 x t ulunur. F = p = sait Σ F = ma a = sait olur. ɺɺ x = a = s. xɺ = at + c, t = 0 da xɺ = 0 xɺ = 0 = 0 + c c = 0 1 1 1 16

xɺ = at = ɺɺ xt elde edilir. p x 1 mxɺ = px xɺ = yazılır. m 1 1 nin sağ tarafı : p(x-) = m(xɺ -v 0) = m[(xɺ + v 0) -v 0] 1 1 p(x-)= m(x ɺ +xv ɺ 0+v0-v 0) = m(xɺ + v0x) ɺ yazılır. m px U = px + mv xɺ = mv xɺ + m Sait gözlemciye göre ĐŞ-ENERJĐ yeniden yazılırsa 0 0 px + mv xɺ = mv xɺ + px sağlanır. Yani; 0 0 U U = T T = mv xɺ ağ ağ 0 17