Alm. Dynamik (f), Fr. Dynamique (n), İng. Dynamics.
Hareketi ve hareket kânunlarını kuvvetle ilgi kurarak inceleyen mekaniğin bir dalı.
Cisimlerin, çeşitli kuvvetler altında, hareketlerindeki değişiklikleri inceler. Fizik biliminde Klasik mekaniğin branşlarından biridir.
Kinematik de mekaniğin bir dalıdır, fakat sâdece hareketi inceler, kuvvetle münâsebet kurmaz.
Kuvvetleri; cisimlere tatbik edildiğinde şeklini ve boyutunu veya hareket hâlini değiştiren kuvvetler, sürtünme kuvvetleri, ağırlığı meydana getiren yerçekimi kuvveti, mağnetik kuvvet, elektrikî kuvvet diye sınıflara ayırmak mümkündür. Bir cismin dinamik incelenmesi o cismi meydana getiren noktaların incelenmesi ile mümkündür. Maddesel nokta bütün kütlesi ağırlık merkezinde toplanmış yoğun kütle demektir. Rijit cisimler bu kabul esas alınarak incelenirler. Güneşin etrâfında elipsoit bir yörüngede dönen dünyâ, dünyânın etrâfında dönen ay ve sun’î uydu, birer maddesel noktadır.
Dinamiğin prensipleri: 1. Eylemsizlik prensibi: Bir cismin üzerine hiçbir kuvvet etki etmiyorsa (veya etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfırsa) bu cisim hâlini muhâfaza eder. Yâni cisim duruyorsa, durmaya devâm eder. Şâyet hareket hâlindeyse hızının doğrultusu, yönü ve değeri hiç değişmez. Bir başka ifâdeyle, bir kuvvet etkisi altında olmayan bir cismin ivmesi sıfırdır.
Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise, cisim ya durur, ya da bir doğru boyunca sabit hızla hareketine devam eder.
Fnet = 0 ise, iki durum vardır.
a. İlk hız sıfır ise, cisim duruyordur.
b. İlk hız var ise cisim aynı hızla yoluna devam eder.
2. Temel Prensip
Bir cisme net bir kuvvet uygulanırsa, cisim ivmeli hareket yapar. Kuvvetle kütlenin oranı sabit ve ivmenin değerine eşittir.
F = M . a
F : Hareket doğrultusunda cisme etki eden net kuvvet
m : Cismin kütlesidir.
SI birim sisteminde kuvvet birimi Newton, kütle birimi kg, ivme birimi ise m/s2 dir.
Dinamiğin temel bağıntısına göre,kütle sabit ise, net kuvvet ile ivme doğru orantılıdır. Ayrıca kuvvetin işareti
ile, ivmenin işareti de aynıdır.
Net kuvvetin ivmeye göre değişim grafiği şekildeki gibi olur. Doğrunun eğimi ise kütleye eşittir.
Düz bir yolda durmakta olan cisme yatay doğrultuda sabit bir kuvvet uygulanırsa cismin ivmesi sabit olur ve düzgün hızlanan hareket yapar. Cismin hız–zaman grafiği şekildeki gibi olur.
Sürtünmeler önemsiz ise, hareket doğrultusunda dik uygulanan kuvvetlerin net kuvvete etkisi yoktur.Dolayısıyla cismin hareket durumunu etkilemez
Net kuvvet cismin hareket yönünde uygulanırsa cisim hızlanan hareket yapar.Hareket yönünün tersine uygulanırsa cisim yavaşlayan hareket yapar.
3. Etki – Tepki Prensibi
Bir G ağırlıklı cisim S yüzeyi üzerine G ağırlığı kadar bir etki kuvveti uygularsa, S yüzeyi de cisme N kadar tepki kuvveti uygular. Etki kuvveti ile tepki kuvveti birbirine büyüklükçe
eşit, fakat yönce zıttır. G = – N dir.
Her cismin gösterebileceği maksimum bir tepki kuvveti vardır. Uygulanan etki kuvveti o cismin gösterebileceği maksimum tepkiden büyük olamaz.
SÜRTÜNME KUVVETİ
Yatay bir zemin üzerinde v hızı ile atılan cisim bir süre sonra durur. Yavaşlayan cisimlere, hareket yönünün tersine bir kuvvet uygulanır. Bu kuvvet cisim ile zemin arasındaki sürtünme kuvvetidir.
Duran bir cisme kuvvet uygulandığında cisim önce hareket etmekte zorlanır. Bunun nedeni sürtünme kuvvetidir. Buna göre sürtünme kuvveti hareketli bir cismi durdurmaya veya durmakta olan cismin harekete geçmesini engellemeye çalışan bir kuvvettir.
Sürtünme kuvvetinin büyüklüğü yüzeye dik olan N tepki kuvveti ile doğru orantılıdır.
fs = k.N olur
Buradaki k sabiti, sürtünme katsayısı olup, sürtünen yüzeylerin cinsine bağlıdır. Parlak ve pürüzsüz yüzeylerin sürtünme katsayısı küçüktür.
N : Hareket doğrultusuna dik olan kuvvetlerin bileşkesidir.
Sürtünme katsayısı küçük olan yüzey de sürtünme kuvveti küçük olur. Bu tip yüzeylere kaygan zemin denilir. Sürtünme kuvveti cismin sürtünen yüzeyinin alanına bağlı değildir.
Şekildeki cisim, sürtünme katsayısı aynı olan, geniş ve dar yüzeyler üzerinde çekildiğinde, her iki durumda da sürtünme kuvveti eşit olur.
fs = k . N formülü sürtünme katsayısının maksimum değeridir. Örneğin, şekildeki K cismi ile zemin arasındaki sürtünme kuvveti 15 N ise, uygulanan kuvvet 15 N oluncaya kadar sürtünme kuvveti uygula- nan kuvvete eşittir.
F kuvveti 10 N ise sürtünme kuvveti de 10 N dur. F kuvveti 15 N ise sürtünme kuvveti de 15 N dur. Daha sonra F kuvvetinin aldığı herdeğere karşılık sürtünme kuvveti değişmez ve 15 N olur.sonra F kuvvetinin aldığı herdeğere karşılık sürtünme kuvveti değişmez ve 15 N olur.
Daha sonra F kuvvetinin aldığı her değere karşılık sürtünme kuvveti değişmez ve 15N olur.
Ayrıca cismin ivme uygulanan kuvvet grafiği şekildeki gibi olur. Uygulanan kuvvet sürtünme kuvvetine eşit oluncaya kadar cisim hareket etmez ve ivme kazanmaz. Doğrunun eğimi ise, cismin kütlesinin tersine eşittir.
Sürtünme kuvveti hareket yönüne zıt yöndedir.
Sürtünme kuvvetin hareket ettirici özelliği yoktur.,hareketi engelleyici özelliği vardır.
Sürtünme kuvveti cismin sürtünen yüzeyin cinsine bağlıdır.
Sürtünme kuvvetinin büyüklüğü sürtünen yüzeylere dik olan tepki kuvveti ile doğru orantılıdır.
Sürtünme kuvveti olmasa idi, hareket halindeki insanlar duramaz ,duran insanlar ise yürüyemezlerdi
Sürtünme kuvveti zeminle olduğu gibi hava ile de sürtünme olur Buna hava direnci denir.
EĞİK DÜZLEM
1. Sürtünmesi Önemsiz Eğik Düzlem
Eğim açısı a olan, sürtünmesi önemsiz eğik düzleme m kütleli bir cisim bırakılıyor. Cismin ağırlık kuvveti bileşenlerine ayrılırsa eğik düzleme, paralel ve dik bileşenler taralı üçgenden sinüs ve cosinüs bağıntıları yazılarak bulunur. dinamik11
Fx = mg . sina
Fy = mg . cosa dır.
Cismi eğik düzlemde aşağı doğru hareket ettiren kuvvet Fx kuvvetidir. Buna göre cismin ivmesi dinamiğin temel prensibinden bulunur.
Fnet = m . a
Fx = m . a
mgsina = m . a
a = g . sina dır.
Bu bağıntıya göre, cismin ivmesi yalnız eğik düzlemina eğim açısı ile g yerçekim ivmesine bağlıdır. Cismin kütlesine bağlı değildir. Cismin eğik düzlemde aldığı yol, kazandığı hız ve geçen süre hızlanan hareketin özelliklerinden bulunur.
2. Sürtünmeli Eğik Düzlem
Benzer şekilde ağırlık kuvvetinin bileşenleri bulunur.
Fx = mg sina
Fy = mg cosa dır.
Sürtünme kuvveti ise,
fs = k . N = k . mg cosa dır. (N = Fy)
dinamik12
Cismin eğik düzlemde hareket etmesi için Fx > fs olmalıdır.
Fx = fs ise, ilk hız yoksa harekete geçmez, ilk hız varsa sabit hızlı hareket yapar.
Fx < fs ise, cisim harekete geçmez. Eğer ilk hızla atılırsa, aşağı doğru yavaşlayan hareket yapar.
Sürtünmeli eğik düzlemde cismin ivmesi,
Fx – fs = m . a bağıntısından bulunur.
Eşitliğin her iki tarafından kütleler sadeleşeceği için, sürtünmeli eğik düzlemde de ivme kütleye bağlı değildir.
2. Dinamiğin temel prensibi ve kütlenin târifi:
Bir cisme sâbit bir kuvvet etki ettirilecek olursa, bu cisim sâbit bir ivme kazanır. Kuvvet ivme arasındaki sâbit orana, hareket eden cismin kütlesi denir. Kuvvet (F), kütle (m) ve ivme (a) ile gösterilirse, m=F/a olur. Bu bağıntı F=m.a veya a=F/m şeklinde de yazılabilir. F=m.a bağıntısı kuvvet birimlerinden Newton (Nt) ve Dyn (Din)i târif etmeye de yarar.
1 Newton; 1 kilogramlık bir kütleye 1m/sn2lik ivme verebilen kuvvettir (Nt = kg.m/sn2).
1 Dyn; 1 gramlık bir kütleye 1 cm/sn2lik ivme verebilen kuvvettir (Dyn = gr.cm/sn2).
1 Nt = 105Dyn’dir.
3. Etkinin tepkiye eşitliği prensibi:
Her etkiye karşı dâimâ eşit ve zıt yönde bir tepki vardır. Yâni iki cisimden biri diğerine bir etki yapıyorsa, ikinci cisim de birinciye, aynı büyüklükte ve zıt yönde bir tepki yapar.
Burada mühim bir husûsu belirtmek îcâb etmektedir. Zaman, mekân ve hareket gibi konular, İslâm âlimleri tarafından asırlar önce tedkik edilmiş ve onların eserleri vâsıtasıyle batı bilim dünyâsına geçmiştir. Batıda bu eserlerin ışığında yetişen fen adamları, İslâm âlimlerinin kitaplarından öğrendikleri pekçok ilmî keşifleri, sanki kendi buluşlarıymış gibi göstermişler ve bu keşiflerin gerçek sâhiplerini gizlemişlerdir. Batının bu tutumu, İslâm düşmanlığından kaynaklanan koyu bir Haçlı taassubunun netîcesidir.
Böylece, İslâmiyetin ilme verdiği önemi çok iyi bildikleri için, geceli gündüzlü çalışıp ömürlerini fedâ ederek pekçok keşifler yapmış olan İslâm âlimlerinin ismi unutulurken, en küçük bir buluş yapan Hıristiyanlar “büyük kâşif”, “ilmin öncüsü” olarak meşhur edilmişlerdir.
Bugün, İngiliz fizikçisi Newton’a (1642-1727) mâl edilen “Dinamiğin Prensipleri”, Newton’dan asırlar önce İslâm âlimleri tarafından incelenmiştir.
Meselâ meşhur tefsir ve fen âlimi Fahrüddîn-i Râzî (1149-1209) fizik ve tabiat ilimleri sahasında asrının bir tânesiydi. Fiziğin temel konularından olan hareket, hız, zaman, mekân ve enerji konularını derinlemesine inceledi. Dinamiğin birinci ve üçüncü prensiplerini gâyet açık ve esaslı bir şekilde ortaya koydu. Yine İslâm âlimlerinden İbn-i Mülka (1087-1165) Kitâb-ül Mu’teber isimli eserinde dinamiğin üçüncü prensibini gâyet açık bir şekilde îzâh etmiştir. Dinamiğin birinci prensibi İbn-i Sînâ tarafından da keşfedilmiştir.
İslâm âlimlerinin asırlar önce yazdığı eserler incelendikçe, onların akıllara hayranlık veren çalışmaları ortaya çıkmakta ve İslâmiyetin ilme verdiği değer daha iyi anlaşılmaktadır.
0 Yanıt
2785 Gösterim