Diğer eğitim projelerimize baktınız mı ? KolayBiyoloji.com KolayMatematik.com KonuAnlatım.com
Çembersel Hareket Konu Anlatımı ve Tüm soru tipleri
Çember etrafında dönen bir cisimin hareketi için çembersel hareket denir. Bu harekette cismin hızı sabittir ve bu harekete düzgün çembersel hareket denir. Bu hareketi tanımlamak için önemli kavramlar vardır: periyot, frekans, çizgisel hız, açısal hız, merkezcil ivme ve merkezcil kuvvet.
Frekans (f): Düzgün çembersel hareket yaban bir cismin birim zamandaki (1 saniye) tur sayısına frekans denir. Frekans f sembolüyle gösterilir, skaler bir büyüklüktür. SI’da birimi Hertz’dir. (Hz). $s^{-1}$ ile de ifade edilir. (T • f = 1)
Periyot (T): Düzgün çembersel hareket yaban bir cismin yörünge üzerinde bir tam tur dönebilmesi için geçen süreye periyot denir. Periyot T sembolüyle gösterilir, skaler bir büyüklüktür. SI (Uluslararası Birim Sistemi)’da birimi saniyedir (s) .Çizgisel Hız: Cismin çember üzerinde birim zamandaki yer değiştirmesidir.
Açısal Hız: Cismin çember üzerinde açısal olarak birim zamandaki yer değiştirmesidir. Çizgisel hız ile açısal hız birbirinden farklı kavramlardır. Çizgisel hız ve açısal hız vektörel büyüklüklerdir. Çizgisel hız vektörü çemberin merkezine her noktada teğet olarak çizilir.
Merkezcil İvme: Çizgisel hızın sürati sabittir fakat hız vektörü sürekli yön değiştirir. Hız vektörünün sürekli yön değiştirmesi ile oluşan kuvvet merkezcil ivmeyi oluşturur. Merkezcil ivmenin yönü her zaman merkeze yöneliktir.Merkezcil Kuvvet: Cismi çember yörüngesinde tutan kuvvettir.
Merkezcil kuvvet, hız vektörünün yönünü sürekli değiştirir fakat büyüklüğünün sabit olmasını sağlar. Merkezcil kuvvet her zaman merkeze yöneliktir ve çizgisel hız vektörüne diktir. Kütle, hız ve yörünge yarıçapı merkezcil kuvvetin büyüklüğü ile ilişkilidir. Kütle ve hız, merkezcil kuvvet ile orantılı yarıçap ile ters orantılıdır.
Merkezcil kuvvet, bir cismi çember yörüngesinde tutan ve hız vektörünün yönünü sürekli değiştirirken, büyüklüğünü sabit tutan kuvvettir. Merkezcil kuvvet her zaman merkeze doğrudur ve çizgisel hız vektörüne diktir. Bu kuvvetin büyüklüğü, cisimin kütlesine, hızına ve yörünge yarıçapına göre değişir. Kütle ve hız merkezcil kuvvet ile orantılıdır, yarıçap ise ters orantılıdır. Düzgün çembersel hareket yapan cismler yatay veya düşey düzlemde bulunabilir, ancak merkezcil kuvvet her zaman merkeze yönelik olur. Bu kuvvetin yönü, cismin ağırlığının yer çekimi tarafından yere doğru çekilmesiyle açıkça görülebilir.
Bir örnek olarak, bir roller coaster (eğlence parkında bulunan sürekli dönen yüksek hızlı tren) ride (tur) sırasında insanların yaşadığı deneyimi veren bir örnek verilebilir. Roller coaster ride sırasında insanlar yüksek hızlı bir şekilde tünelde geçerken ve virajları alırken merkezcil kuvvet etkisi altındadırlar. Bu kuvvet, insanların yüksek hızlı hareketleri sırasında yer çekimine göre yere doğru çekilmelerini sağlar. Bu sayede insanlar eğlence parkı treninin yapacağı virajları emniyetli bir şekilde algılayabilirler ve trenin hareketlerine uyum sağlayabilirler. Bu örnekte de görüldüğü gibi, merkezcil kuvvet yaşamımızın birçok alanında etkisini gösterir ve bizlerin hareketlerini düzenlemede önemli bir rol oynar.