MADDESEL NOKTANIN EĞRİSEL HAREKETİ

Benzer belgeler
KATI CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

KATI CİSİMLERİN BAĞIL İVME ANALİZİ:

RİJİT CİSİMLERİN DÜZLEMSEL KİNEMATİĞİ

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

MADDESEL NOKTALARIN DİNAMİĞİ

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

MEKANİZMA TEKNİĞİ (3. Hafta)

BÖLÜM 1: MADDESEL NOKTANIN KİNEMATİĞİ

Dinamik. Fatih ALİBEYOĞLU -10-

Fiz Ders 10 Katı Cismin Sabit Bir Eksen Etrafında Dönmesi

DİNAMİK Ders_3. Doç.Dr. İbrahim Serkan MISIR DEÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü. Ders notları için: GÜZ

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

Fizik 101-Fizik I Dönme Hareketinin Dinamiği

Fizik Dr. Murat Aydemir

3-1 Koordinat Sistemleri Bir cismin konumunu tanımlamak için bir yönteme gereksinim duyarız. Bu konum tanımlaması koordinat kullanımı ile sağlanır.

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

KOÜ. Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği ( 1. ve 2. Öğretim ) Bölümü Dinamik Dersi (Türkçe Dilinde) 1. Çalişma Soruları / 24 Eylül 2017

Bölüm 3: Vektörler. Kavrama Soruları. Konu İçeriği. Sunuş. 3-1 Koordinat Sistemleri

DİNAMİK (4.hafta) İKİ PARÇACIĞIN BAĞIMLI MUTLAK HAREKETİ (MAKARALAR) Örnek 1

DİNAMİK (3.hafta) EĞRİSEL HAREKET-2: Kutupsal /Polar Koordinatlar (r,θ) A-Polar Koordinatlarda (r,θ) Hareket Denkemleri

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

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

KATI CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ

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

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

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

KATI CİSMİN DÜZLEMSEL KİNETİĞİ (Kinetik Enerji)

Noktasal Cismin Dengesi

RÖLATİF HAREKET ANALİZİ: İVME

Mekanik. Mühendislik Matematik

DİNAMİK DERS NOTLARI. Doç.Dr. Cesim ATAŞ

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

BÖLÜM 4: MADDESEL NOKTANIN KİNETİĞİ: İMPULS ve MOMENTUM

DİNAMİK - 2. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Manyetik Alanlar. Benzer bir durum hareketli yükler içinde geçerli olup bu yüklerin etrafını elektrik alana ek olarak bir manyetik alan sarmaktadır.

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

TİTREŞİM VE DALGALAR BÖLÜM PERİYODİK HAREKET

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

EĞRİSEL HAREKET : Silindirik Bileşenler

ELK-301 ELEKTRİK MAKİNALARI-1

HACETTEPE ÜNİVERSİTESİ HACETTEPE ASO 1.OSB MESLEK YÜKSEKOKULU HMK 211 CNC TORNA TEKNOLOJİSİ

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

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

MIM 210 DİNAMİK DERSİ DERS NOTU

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

KUTUPSAL KOORDİNATLAR

PROF.DR. MURAT DEMİR AYDIN. ***Bu ders notları bir sonraki slaytta verilen kaynak kitaplardan alıntılar yapılarak hazırlanmıştır.

Metrik sistemde uzaklık ve yol ölçü birimi olarak metre (m) kullanılır.

Hareket Kanunları Uygulamaları

DÜZLEMDE GERİLME DÖNÜŞÜMLERİ

1. HAFTA. Statik, uzayda kuvvetler etkisi altındaki cisimlerin denge koşullarını inceler.

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

Parametrik doğru denklemleri 1

Akışkan Kinematiği 1

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

Ödev 1. Ödev1: 600N luk kuvveti u ve v eksenlerinde bileşenlerine ayırınız. 600 N

1 Rijit Cisimlerin Düzlemsel Kinematiği

Harran Üniversitesi 2015 Yılı Ziraat Fakültesi Fizik Final Sınav Test Soru Örnekleri

BİRİM ŞEKİLDEĞİŞTİRME DÖNÜŞÜMÜ

ELEKTRİKSEL POTANSİYEL

Düzgün olmayan dairesel hareket

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü-Fizik Bölümü

matematiksel eşitliğin her iki tarafındaki birim eşitliği kullanılarak a ve b sayılarına ulaşılır.

SBA/ANR 2016 Spor Biyomekaniği ( Bahar) Ders 3: Açısal Kinematik

HAREKETİN KİNEMATİK İNCELENMESİ

Vektörler. Skaler büyüklükler. Vektörlerin 2 ve 3 boyutta gösterimi. Vektörel büyüklükler. 1. Şekil I de A vektörü gösterilmiştir.

Vektörler Bölüm Soruları 1. İki vektör eşit olmayan büyüklüklere sahiptir. Toplamları sıfır olabilir mi? Açıklayınız.

Gerilme Dönüşümü. Bölüm Hedefleri

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

Q27.1 Yüklü bir parçacık manyetik alanfda hareket ediyorsa, parçacığa etki eden manyetik kuvvetin yönü?

STATİK KUVVET ANALİZİ (2.HAFTA)

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

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

Bölüm-4. İki Boyutta Hareket

VEKTÖRLER SORULAR 1.) 3.) 4.) 2.)

Bölüm 4. İki boyutta hareket

Bölüm 2: Kuvvet Vektörleri. Mühendislik Mekaniği: Statik

Elektromanyetik Dalga Teorisi

MADDESEL NOKTALARIN DİNAMİĞİ

Fizik 101: Ders 17 Ajanda

MKM 308 Makina Dinamiği. Eşdeğer Noktasal Kütleler Teorisi

DERSİN KODU: EBP103 DERSİN ADI:TEKNOLOJİNİN BİLİMSEL İLKELERİ BÖLÜM: 2 DERS HOCASI: PROF.DR.HÜSEYİN ÜNVER

Bu bölümde Coulomb yasasının bir sonucu olarak ortaya çıkan Gauss yasasının kullanılmasıyla simetrili yük dağılımlarının elektrik alanlarının çok

İleri Diferansiyel Denklemler

Gök Mekaniği: Eğrisel Hareket in Kinematiği

GÜZ YARIYILI FİZİK 1 DERSİ

EMAT ÇALIŞMA SORULARI

TRIGONOMETRI AÇI, YÖNLÜ AÇI, YÖNLÜ YAY

DİNAMİK - 7. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Elastisite Teorisi Polinomlar ile Çözüm Örnek 2

Kinematik. FİZ1011 : Ders 4. İki ve Üç Boyutta Hareket. Yerdeğiştirme, Hız ve İvme Vektörleri. Teğetsel ve Radyal İvme. Eğik Atış Hareketi

Bölüm 6 AKIŞ SİSTEMLERİNİN MOMENTUM ANALİZİ

TEMEL MEKANİK 5. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

9.14 Burada u ile u r arasındaki açı ve v ile u θ arasındaki acının θ olduğu dikkate alınarak trigonometrik eşitliklerden; İfadeleri elde edilir.

Bölüm 2. Bir boyutta hareket

DİNAMİK - 6. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

MAT 103 ANALİTİK GEOMETRİ I FİNAL ÇALIŞMA SORULARI

Işıma Şiddeti (Radiation Intensity)

Jeodezi

AKDENİZ ÜNİVERSİTESİ. Anten Parametrelerinin Temelleri. Samet YALÇIN

Transkript:

Silindirik Koordinatlar: Bazı mühendislik problemlerinde, parçacığın hareketinin yörüngesi silindirik koordinatlarda r, θ ve z tanımlanması uygun olacaktır. Eğer parçacığın hareketi iki eksende oluşmaktaysa polar (kutupsal) koordinatlarda r, θ incelenir. Bir hareketin radyal bir mesafe ve açısal bir konum ile gözlemlendiği durumlarda (bir radar yer istasyonundan uydu veya roketin hareketinin incelenmesinde olduğu gibi) silindirik koordinatlar oldukça kullanışlıdır. Polar Koordinatlar: P parçacığın konumu, r ve θ koordinatları kullanılarak tanımlanır. Burada r, radyal koordinat olup sabit O orijininden parçacığa doğru yönelmiştir. θ ise radyal koordinata dik olarak tanımlanmış olup saatin tersi yöne ölçülen açıdır. Pozitif yönleri, sırası ile u r ve u θ birim vektörleri ile gösterilmiştir. Bu doğrultular birbirine diktir. Burada θ genellikle radyan veya derece cinsinden ölçülür. π radyan = 180 derece dir.

Konum: Herhangi bir anda P tanımlanır. parçacığın konumu, pozisyon vektörü ile r = ru r Burada r, konum vektörünün şiddeti (uzunluğu) ve aynı zamanda konumun radyal koordinatıdır. Radyal koordinat zamana bağlıdır, r = r θ. Kutupsal koordinatların diğer bileşeni (açı bileşeni) θ da zamana bağlıdır θ = θ t. θ açısının konum vektörüne olan etkisi u r birim vektöründe gizlidir.

Hız: r pozisyon vektörünün zamana göre türevi alınarak belirlenir. Zamana göre türevi nokta ile gösterirsek r = ru r v = r u r + ru r u r yi hesaplamak için, birim vektör tanımından büyüklüğü daima birim olup u r nin zamana göre sadece doğrultusu değişecektir. Bu durumda, t zaman aralığında, r değişimi u r nin doğrultusunda değişime neden olmaz. Ancak θ değişmi u r nin u r = u r + u r olmasına neden olacaktır. u r nin zamana göre değişimi u r olur. Küçük θ açıları için bu vektörün büyüklüğü u r 1 θ olup u θ doğrultusundadır. Yani, u r = θu θ dır.

u r = θu θ u u r = lim r = lim θ t 0 t t 0 t u θ u r = θ u θ Elde edilen u r yukarıdaki denklemde yerine yazılırsa, v = r u r + ru r v = r u r + rθ u θ v r = r v θ = rθ Bu bileşenler şekilde gösterilmiştir.

Hızın radyal bileşeni v r, radyal doğrultudaki koordinatın uzunluğundaki artma veya azalmanın ölçüsüdür. Hızın dik bileşeni v θ ise, yarıçapı r olan çemberin çevresi boyunca hareketinin bir ölçüsü olarak yorumlanabilir. Özel olarak, θ = dθ dt terimine açısal hız denir ve ω omega ile sembolize edilir. Açısal hızın büyüklüğü rad s ile ölçülür. Her zaman yörüngeye teğet olan hız vektörünün büyüklüğü paralel kenar prensibinden hesaplanır. v = v r 2 + v θ 2

İvme: Hız ifadesinin (denklem) zamana göre türevinden ivme belirlenebilir. v = r u r + rθ u θ a = v = r u r + r u r + r θ u θ + rθ u θ + rθ u θ u r, hız ifadesinin elde edilmesinde belirlenmişti. Benzer şekilde, u θ nın belirlenip denklemde yerine yazılması gerekir. u θ yı hesaplamak için birim vektör daima birim olduğundan, u θ nın zamana göre sadece doğrultusu değişecektir. t zaman aralığında, θ nıın değişimi u θ nın doğrultusunda değişime neden olmaz. Ancak θ nın değişimi, u θ nın u θ = u θr + u θ olmasına neden olacaktır. u θ nın zamana göre değişimi u θ olur. Küçük θ açıları için bu vektörün büyüklüğü u θ 1 θ olup u r doğrultusundadır. Yani, u θ = θu r dır.

u θ = lim t 0 u θ t u θ = lim t 0 t u r u θ = θ u r Bu değerler ivme denkleminde yerine yazılarak r ve θ parantezlerine alınırsa, a = v = r u r + r u r + r θ u θ + rθ u θ + rθ u θ a = r u r + r( θ u θ ) + r θ u θ + rθ u θ + rθ θ u r a a = (r rθ 2 )u r + (rθ + 2r θ )u θ a r = r rθ 2 a θ = rθ + 2r θ

a r = r rθ 2 a θ = rθ + 2r θ İvmenin büyüklüğü paralel kenar kaidesince belirlenir. a = a r 2 + a θ 2 a = (r rθ 2 ) 2 +(rθ + 2r θ ) 2 Burada, θ = d2 θ terimine açısal ivme denir. α dt 2 ile sembolize edilir ve rad s 2 ölçülür.

Hız Bileşenleri

İvme Bileşenleri

Maddesel noktanın bağıl hareketinin hareketli eksenlere göre analizi: Buraya kadar parçacığın mutlak hareketinin belirlenmesinde sabit referans eksen takımı (Newton mekaniğinde, uzayda hareket etmediği kabul edilen ana atalet sistemi) kullanılmıştı. Bununla birlikte, parçacığın hareketinin yörüngesinin karmaşık olduğu durumlarda vardır. Bu durumda hareketin analizi, hareketli bir koordinat sistemine göre yapılarak kolaylaştırılabilir. Sabit eksen takımına göre yapılan ölçümler, hareketli koordinat sisteminin gözlenen hareketi ile birleştirilerek mutlak hareket belirlenir. Bu yaklaşım bağıl hareket analizi olarak bilinir. Örneğin bir uçağın pervanesinin ucuna yerleşmiş bir parçacığın hareketi, uçak uçmakta iken, önce sabit bir referans sisteminden uçağın hareketi gözlenir ve sonra parçacığın uçağa bağlı bir referans noktasından ölçülen dairesel hareketi (vektörel olarak) süperpoze edilerek daha kolay tanımlanır. Bu iki farklı hareketi tanımlamak için koordinat tiplerinden herhangi biri (kartezyen, silindirik, vb.) seçilebilir. Bu bölümde, sadece ötelenmesi olan referans eksen takımı incelenecektir.

Maddesel noktanın bağıl hareketinin hareketli eksenlere göre analizi Konum: A ve B düzlemde hareket etmekte olan iki maddesel nokta olsun. A nın hareketini, merkezi B de olan ve sadece ötelenen x y referans eksen takımından gözetlesin. A maddesel noktasının B maddesel noktası ile birlikte hareket eden eksene göre konumu r A B = xi + yj

Maddesel noktanın bağıl hareketinin hareketli eksenlere göre analizi Bununla birlikte, B nin sabit X Y referans eksene göre konumu r A = r B + r A B Burada, r A ve r B sabit X Y referans eksen takımından ölçülen partiküllerin mutlak konumlardır. r A B ise, ötelenen x y referans eksen takımından ölçülen A nın B referansına göre konumudur.

Maddesel noktanın bağıl hareketinin hareketli eksenlere göre analizi Hız: Konumun zamana göre değişimi Hız olduğundan r A = r B + r A B v A = v B + v A B Burada, v A ve v B sabit X Y referans eksen takımından ölçülen partiküllerin mutlak hızlarıdır. v A B ise, ötelenen x y referans eksen takımından ölçülen A partikülünün B referansına göre hızıdır. Hareketli eksen sadece ötelenme yapmakta olduğundan r A B konum vektörü bileşenlerinin doğrultuları değişmeyecek sadece büyüklükleri değişecektir. Bundan dolayı vektörün zaman türevleri sadece büyüklüğündeki değişim hesaba katılarak alınmalıdır. Diğer bir ifadeyle, A nın hızı, B nin mutlak hızı ile A nın B ye göre bağıl hızının toplamıdır.

Maddesel noktanın bağıl hareketinin hareketli eksenlere göre analizi İvme: Hızın zamana göre değişimi ivme olduğundan, benzer tarzda v A = v B + v A B a A = a B + a A B Konum ve hız da olduğu gibi, burada da a A ve a B sabit X Y referans eksene göre belirlenmiş mutlak ivmelerdir. a A B ise hareketli eksene göre belirlenen A nın B ye göre ivmesidir.