Hareket veya hareketteki deðiþmelerin sebeplerini araþtýrarak kuvvetle hareket arasýndaki iliþkiyi inceleyen mekaniðin bölümüne dinamik denir. Dinamiðin üç temel prensibi vardýr.
1. Eylemsizlik Prensibi
Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileþkesi sýfýr ise, cisim ya durur, ya da bir doðru boyunca sabit hýzla hareketine devam eder.
Fnet = 0 ise, iki durum vardýr.
a. Ä°lk hýz sýfýr ise, cisim duruyordur.
b. Ä°lk hýz var ise cisim ayný hýzla yoluna devam eder.
2. Temel Prensip
Bir cisme net bir kuvvet uygulanýrsa, cisim ivmeli hareket yapar. Kuvvetle kütlenin oraný sabit ve ivmenin deðerine eþittir.
|
|
dýr.
F : Hareket doðrultusunda cisme etki eden net kuvvet
m : Cismin kütlesidir.
SI birim sisteminde kuvvet birimi Newton, kütle birimi kg, ivme birimi ise m/s2 dir.
Dinamiðin temel baðýntýsýna göre,kütle sabit ise, net kuvvet ile ivme doðru orantýlýdýr. Ayrýca kuvvetin iþareti ile, ivmenin iþareti de aynýdýr.
|
|
Net kuvvetin ivmeye göre deðiþim grafiði þekildeki gibi olur. Doðrunun eðimi ise kütleye eþittir.
Düz bir yolda durmakta olan cisme yatay doðrultuda sabit bir kuvvet uygulanýrsa cismin ivmesi sabit olur ve düzgün hýzlanan hareket yapar. Cismin hýz–zaman grafiði þekildeki gibi olur.
|
|
Sürtünmeler önemsiz ise, hareket doðrultusunda dik uygulanan kuvvetlerin net kuvvete etkisi yoktur.Dolayýsýyla cismin hareket durumunu etkilemez
Net kuvvet cismin hareket yönünde uygulanýrsa cisim hýzlanan hareket yapar.Hareket yönünün tersine uygulanýrsa cisim yavaþlayan hareket yapar.
|
3. Etki – Tepki Prensibi
Bir G aðýrlýklý cisim S yüzeyi üzerine G aðýrlýðý kadar bir etki kuvveti uygularsa, S yüzeyi de cisme N kadar tepki kuvveti uygular. Etki kuvveti ile tepki kuvveti birbirine büyüklükçe
eþit, fakat yönce zýttýr. G = – N dir.
|
|
Her cismin gösterebileceði maksimum bir tepki kuvveti vardýr. Uygulanan etki kuvveti o cismin gösterebileceði maksimum tepkiden büyük olamaz.
SÜRTÜNME KUVVETÄ°
Yatay bir zemin üzerinde v hýzý ile atýlan cisim bir süre sonra durur. Yavaþlayan cisimlere, hareket yönünün tersine bir kuvvet uygulanýr. Bu kuvvet cisim ile zemin arasýndaki sürtünme kuvvetidir.
Duran bir cisme kuvvet uygulandýðýnda cisim önce hareket etmekte zorlanýr. Bunun nedeni sürtünme kuvvetidir. Buna göre sürtünme kuvveti hareketli bir cismi durdurmaya veya durmakta olan cismin harekete geçmesini engellemeye çalýþan bir kuvvettir.
Sürtünme kuvvetinin büyüklüðü yüzeye dik olan N tepki kuvveti ile doðru orantýlýdýr.
fs = k.N olur
|
|
Buradaki k sabiti, sürtünme katsayýsý olup, sürtünen yüzeylerin cinsine baðlýdýr. Parlak ve pürüzsüz yüzeylerin sürtünme katsayýsý küçüktür.
N : Hareket doðrultusuna dik olan kuvvetlerin bileþkesidir.
Sürtünme katsayýsý küçük olan yüzey de sürtünme kuvveti küçük olur. Bu tip yüzeylere kaygan zemin denilir. Sürtünme kuvveti cismin sürtünen yüzeyinin alanýna baðlý deðildir.
Åžekildeki cisim, sürtünme katsayýsý ayný olan, geniþ ve dar yüzeyler üzerinde çekildiðinde, her iki durumda da sürtünme kuvveti eþit olur.
|
|
fs = k . N formülü sürtünme katsayýsýnýn maksimum deðeridir. Örneðin, þekildeki K cismi ile zemin arasýndaki sürtünme kuvveti 15 N ise, uygulanan kuvvet 15 N oluncaya kadar sürtünme kuvveti uygula- nan kuvvete eþittir.
|
|
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 aldýðý herdeðere karþýlýk sürtünme kuvveti deðiþmez ve 15 N olur.sonra F kuvvetinin aldýðý herdeðere karþýlýk sürtünme kuvveti deðiþmez ve 15 N olur.
|  r
|
Daha sonra F kuvvetinin aldýðý her deðere karþýlýk sürtünme kuvveti deðiþmez ve 15N olur.
Ayrýca cismin ivme uygulanan kuvvet grafiði þekildeki gibi olur. Uygulanan kuvvet sürtünme kuvvetine eþit oluncaya kadar cisim hareket etmez ve ivme kazanmaz. Doðrunun eðimi ise, cismin kütlesinin tersine eþittir.
Sürtünme kuvveti hareket yönüne zýt yöndedir.
Sürtünme kuvvetin hareket ettirici özelliði yoktur.,hareketi engelleyici özelliði vardýr.
Sürtünme kuvveti cismin sürtünen yüzeyin cinsine baðlýdýr.
Sürtünme kuvvetinin büyüklüðü sürtünen yüzeylere dik olan tepki kuvveti ile doðru orantýlýdýr.
Sürtünme kuvveti olmasa idi, hareket halindeki insanlar duramaz ,duran insanlar ise yürüyemezlerdi
Sürtünme kuvveti zeminle olduðu gibi hava ile de sürtünme olur Buna hava direnci denir.
|
EĞİK DÜZLEM
1. Sürtünmesi Önemsiz Eðik Düzlem
Eðim açýsý a olan, sürtünmesi önemsiz eðik düzleme m kütleli bir cisim býrakýlýyor. Cismin aðýrlýk kuvveti bileþenlerine ayrýlýrsa eðik düzleme, paralel ve dik bileþenler taralý üçgenden sinüs ve cosinüs baðýntýlarý yazýlarak bulunur.
|
|
Fx = mg . sina
Fy = mg . cosa dýr.
Cismi eðik düzlemde aþaðý doðru hareket ettiren kuvvet Fx kuvvetidir. Buna göre cismin ivmesi dinamiðin temel prensibinden bulunur.
Fnet = m . a
Fx = m . a
mgsina = m . a
a = g . sina dýr.
Bu baðýntýya göre, cismin ivmesi yalnýz eðik düzlemin a eðim açýsý ile g yerçekim ivmesine baðlýdýr. Cismin kütlesine baðlý deðildir. Cismin eðik düzlemde aldýðý yol, kazandýðý hýz ve geçen süre hýzlanan hareketin özelliklerinden bulunur.
2. Sürtünmeli Eðik Düzlem
Benzer þekilde aðýrlýk kuvvetinin bileþenleri bulunur.
Fx = mg sina
Fy = mg cosa dýr.
Sürtünme kuvveti ise,
fs = k . N = k . mg cosa dýr. (N = Fy)
|
|
Cismin eðik düzlemde hareket etmesi için Fx > fs olmalýdýr.
Fx = fs ise, ilk hýz yoksa harekete geçmez, ilk hýz varsa sabit hýzlý hareket yapar.
Fx < fs ise, cisim harekete geçmez. Eðer ilk hýzla atýlýrsa, aþaðý doðru yavaþlayan hareket yapar.
Sürtünmeli eðik düzlemde cismin ivmesi,
Fx – fs = m . a baðýntýsýndan bulunur.
Eþitliðin her iki tarafýndan kütleler sadeleþeceði için, sürtünmeli eðik düzlemde de ivme kütleye baðlý deðildir. | 
