GEYİKSTAR
  Fizik 2
 
Sir Isaac NEWTON : 1642 yılında İngiltere Woolsthorpe ‘da doğan ünlü fizik, astronomi ve matematik bilgini; bir çiftlik sahibinin oğluydu. Küçük yaşta öksüz kalınca büyükannesi tarafından büyütüldü. İlkokul çağlarında basit kimya deneylerine ilgi duydu. 1660’ta Newton, Cambridge ‘deki Trinity College ‘e gönderildi. Burada Isaac Barrow ‘un dikkatini çekti. 1665’te Londra ’da veba salgını çıkınca, Cambridge Üniversitesi kapatıldı ve Newton doğduğu yer olan Woolsthorpe ‘a döndü. 1667’ye kadar orada kaldı, kendini deney ve araştırmalara verdi. Beyaz ışığın ayrıştırılması, çeşitli metalurji çalışmaları, evrensel çekim yasası; matematik alanındaysa çokterimli ifadelerin üstlerinin alınması, diferansiyel ve integral hesapları bu iki yıllık çalışmasının ürünleridir ve onun Barlow ’un yerine 1669’da “Trinity College” matematik profesörlüğüne getirilmesini sağlamıştır. 1668’de ilk yansımalı teleskopu yaptı. Ertesi yıl optik profesörü oldu. 1672’de “Royal Society” üyeliğine seçildi. 1703 yılından ölümüne kadar bu kurulun başkanlığını yaptı. Newton ‘un matematiğe en önemli katkısı, tutarlı bir kuram olan sonsuz küçükler hesabını (Kendi deyimiyle akışkanlar hesabını) oluşturmasıdır. Bunu özellikle 17. yüzyılın başlarında yavaş yavaş geliştirmeye başlamıştı. Leibniz de neredeyse aynı zamanda (1684) aynı bireşime ulaştı, ancak bu hesabı farklı bir biçimde ve değişik bir anlayışla sundu. Bunun üzerine iki bilgin, buluşun kime ait olduğu konusunda yıllarca tartıştılar. Mekanik alanında Newton, daha önceki önemli buluşları bir ölçüde düzelterek, tümüyle genelleştirip tamamla¤¤¤¤¤; tam ve kesin bir bilimsel kuram biçiminde toparlayan ilk bilim adamı oldu. Bu eski bilgileri; özellikle yerçekimini ve gökcisimleri arasındaki çekimleri belirten evrensel çekim yasasıyla tamamladı. Newton ‘un bu buluşu nasıl yaptığını anlatan “Newton’un Elması” hikayesinin doğruluğu hala tartışılır. Newton; kütle ve kuvvet kavramlarını açıkça tanımladı. Bu tanımları yaparken ve çekim yasasını uzaklıkların karesinin tersine göre kurarken, Huygens ‘in merkezkaç kuvvet yasasından (1659) yararlandı. 1687 yılında mekanik ve klasik fizik bilimlerinin temel yapıtı sayılan “Philosophiae Naturalis Principia Mathematica” yı (Doğa Felsefesinin Matematik İlkeleri) yayımladı. Bu eserinde sergilediği mekanik, üç ilkeye dayanır: 1.Eylemsizlik ilkesi (Bunu Galilei ‘ye mal ediyordu, ancak gerçekte bu ilke açık bir biçimde ve bütün genel yönleriyle Descartes tarafından belirlenmişti) 2.Kuvv8etle ivmenin orantılılığı (Bunu da Galilei ‘ye mal etti, oysa Galilei bu ilkeyi yalnızca sezmekle kalmıştı.) 3.Etki ve tepkinin eşitliği (Değme etkilerinde çoktan bilinen bu eşitliği Newton, uzaktan etkileme olayında ele alarak genişletti.) Günmerkezcilik görüşünü benimseyen Newton, mekanik üstüne düşüncelerini daha önce Kepler tarafından bir ölçüde ve pek kesin olmayan bir biçimde ortaya konan gezegenlerin ve Ay ‘ın devinimleri konusuna uyguladı. Gökbilimci Jean Picard ‘ın ölçümlerine (1670) dayanarak; ılım noktalarının yalpalarını, gelgitleri ve yerin basıklığını açıkladı. Newton ‘un mekaniği, Einstein ‘ın görelilik kur¤¤¤¤¤ kadar , köklü bir değişime uğramadan, başta akışkanlar ve gök mekaniği olmak üzere mekanik alanında görülen gelişmelerin temelini oluşturdu. Newton ‘un optikte en büyük katkısı 1671’de ilk teleskobu geliştirmesinin yanısıra, prizma tarafından dağıtılan beyaz ışığı inceleyerek geliştirdiği renkler kuramıdır. Bu konudaki ilk çalışmalarını 1666’da Royal Society ‘ye sunduğu incelemede Hooke ‘un görüşlerine karşı çıktı. Ancak bu çalışmaların geniş bir açıklaması; çok daha sonra yayımlanan Opticks (Optik) adlı yaptında yer aldı. Newton bu kitapta, Nicolas De Malebranche ile hemen hemen aynı zamanda, her rengin özgül ve değiştirilemeyen bir özellikte olduğunu savundu. Özelliklle, Opticks ‘in 1706 latince baskısıyla birlikte yayımlanmaya başlanan Quaestiones (Sorular) adlı ekinde renklerin yapısı üstüne görüşlerini açıkladı. Bu görüşler pek de bilimsel değildi ve karma bir kuram biçiminde sunuluyordu. Işık, her renk için farklı büyüklükte taneciklerden oluşur ve bunlar dalgalar oluşturarak esiri sarsar. Newton, buna dayanarak ışık dalgalarının dönemliği ya da frekansı kavramını ortaya attı. Ancak Malebranche ‘tan farklı olarak, bu kavramı genlik kavramından ayırmadı. 1688’de parlamentoya üye oluşuyla birlikte bilimsel çalışmalardan uzaklaştı, politika yaş¤¤¤¤¤ atıldı. 1691-1694 yıllarında ciddi bir ruhsal bunalım geçirdi. 1695’te öğrencisi Lord Halifax ‘ın aracılığıyla darphane denetmenliğine tayin edilen Newton, 1699’da bu kurumun müdürü oldu. Ayrıca din, tarih ve kronoloji çalışmaları da yapmıştır. Newton, 1727’de Kensington’da öldü ve Westminster ‘a gömüldü. Christiaan HUYGENS : Ünlü Hollandalı matematikçi, fizikçi ve astronom; 1629’da The Hague ‘de doğdu. Babası ünlü bir şair olan Constantijn Huygens ‘ti. Öğrenimini Leiden ve Breda üniversitelerinde yaptı. Geometri üzerine yapıtlar yayımladıktan sonra fiziğe yöneldi. 1655’de kardeşiyle birlikte teleskobu geliştirmeye çalışırken mercekleri parlatmak için yeni bir yöntem buldu. Gök dürbünlerinin uzunluğunu iki katına çıkararak büyüme gücünü çok yükseltti. Bu yöntem sonunda Satürn ‘ün halkasıyla birinci uydusu Titan’ı (1665), Jüpiter ’deki karanlık lekeleri, Mars ‘ın dönmesini ve dönemini buldu. 1656’da Orion nebulasını gözlemleyen ilk kişi oldu. Yıldızların, bir olasılıkla canlı bulunan gezegenlerle çevrili, son derece uzak başka güneşler olduğunu ilk söyleyen de odur. Yer ile Güneş arasındaki uzaklığın, Yer çapının124253 katı olduğunu tahmin etti; bu değer günümüzde bulunan değerden yalnızca %7 oranında farklıdır. Yine 1656’da yazdığı De Ratiociniis in Ludo Aleae adıyla, ihtimaller hesabının ilk eksiksiz incelemesini yaptı. Açan ve açılan eğriler teorisini kurdu; bu teori ile eğrilik merkezlerinin tanımını yaptı ve sikloitin özelliklerini buldu. Şisoitin doğrulaştırılmasını 22başardı, logaritma teorisini kurdu ve zincir eğrisini problemini çözümledi. En ilginç buluşlarını ise fizikte, özellikle mekanik ve optikte yaptı.Louis XIV ‘e adadığı Horologium oscillatorium (1673) adlı yapıtında Saatin hareketini düzenlemek için maddesel sistemlerin dinamiğinin ilk açılımı olan bileşik sarkaç kuramını buldu. Eşzamanlı basit sarkacın varlığını, tersinir sarkaçta, salınım ve asılma eksenleri arasındaki karşıtlığı buldu. Saat hareketinde sarkacı düzenleyici olarak kullandı ve kol saatleri için sarmal bir yayın kullanımını önerdi. İlk rakkaslı saati olan maşalı eşapmanı 1657’de tamamladı ve bir sarkacın tam eşzamanlı olması için izlemesi gereken eğriyi belirledi. Ayrıca merkezkaç kuvvet kavramını (1673) ve etkin kuvvetler kuramını ortaya attı ve eylemsizlik momentinin tanımını yaptı. 1669’da devinim miktarının ve etkin kuvvetin korunumunu gözleyerek darbe probleminin çözümünü buldu. 1663’te Londra Royal Society ‘ye kabul edildi. 1665’te Jean-Baptiste Colbert tarafından Fransa’ya çağrıldı. 1665-1681 yılları arasında Fransa’da Kraliyet Kütüphanesi ’nde çalıştı. Hollanda ‘ya döndükten sonra odak uzaklığı çok fazla olan mercekler yaptı. Robert Hooke tarafından 1665’te ortaya atılan ışığın dalga teorisini geliştirdi. Huygens’e göre bütün birincil dalga cepheleri, içlerinde sonsuz sayıda dalgalanmalar barındırıyorlardı. Bunun sayesinde optiğin temel yasalarını kanıtladı. Optik konusundaki çalışmalarını 1690’da basılan “Traité de la Lumiere” (Işığın İzi) adlı kitabında topladı. Bu eserinde ışığın, çok ince esnek bir maddesel ortam olan esirin titreşimlerinden oluştuğunu öne süren bir dalga kuramını benimsedi. Sözkonusu titreşimler bu ortamda madde taşınımı olmaksızın sonlu bir hızda yayılıyordu. Huygens kendi adını alan temel ilkeyi ortaya attı. Bu ilkeye göre; her titreşim merkezi küresel bir dalga yayar ve bu dalganın her noktası da aynı etkiyi gösteren bir titreşim kaynağıdır. Huygens; yansıma, kırılım ve hatta Erasmus Bartholin ‘in 1669’da bulduğu İzlanda spatındaki çift kırılımı da aynı şekilde açıkladı. Ama parçacık kuramları karşısında, ışığın doğrusal yayılımı üzerine doyurucu bir açıklama getiremedi. Bu başarısızlığın nedenlerinden biri, Fresnel’e kadar gelen fizikçilerin çoğu gibi, titreşimlerin boyuna yayıldığına inanmasıydı. Huygens ‘te dalga kavramı hala belirsizdi. Daha sonra doğa felsefesine değinen Discours sur la cause de la pesanteur (Yerçekiminin Nedeni Üzerine Konuşma) adlı eseri geldi. Bu eserde, ışığın dalgalı yapıda olduğunu kabul etti ve bu hipotezden gerçek bir fizik teorisi kurdu. Birçok alanı kapsayan önemli çalışmaları arasında en önemlisi Denis Papin ile birlikte ilk ateşli, içten yanmalı makineyi yapmasıdır. Huygens, pratik gerçekleştirmelere ulaşamamış da olsa, bu gibi makinelerin sanayide değerli bir enerji kaynağı olabileceğini öngördü. 1695’te doğduğu yerde yalnızlık ve hastalık içinde öldü. Ölümünden sonra, 1703’te yayımlanan Commentarii de Formandis Poliendisque Vitris ad Telescopia adlı eserinde mercekleri yontma sanatını açıkladı ve yeni metotlar öne sürdü. Bütün eserleri, Gravesande tarafından Christiani Hugenii Zulchemi, dum Viveret Zeleni Toparchae, Opera Varia (1724) adıyla toplandı ve Opera Reliqua ile tamamlanarak 1728’de yayımlandı. Huygens modern bilimsel anlayışın ilk gerçek temsilcisidir. Bunun iki açıdan başardı: özellikle, deneyci bir fizikçi olarak daha çok yaratıcısı olduğu aletleri kullanıp niteliği yüksek gözlemler yaptı; kuramcı olarak ise değişik sarkaç tiplerinin devinimlerini hesaplayıp, cisimlerin boşlukta düşüşü yasasını Galilei’den daha doyurucu biçimde formülleştirdi ve mekanikte, optikte ve doğa bilimlerinde matematik kullanımını büyük ölçüde geliştirdi. __________________ VEKTÖRLER VE VEKTÖR UZAYLARI Bilinen iki açısal düzlem, noktalar U = (u ,u ) numara çiftleri olarak düzenlenerek gösterilmiştir. U’ya dikkatlice bakılacak olursa (u ,u ) koordinatlarıyla bir nokta , sabit orijin 0 = (0,0) ‘la bağlantılı veya bir vektör gibidir. i.e., iki sabit koordinat yönleri (fig. 1) içerisinde u ve u miktarlarıyla (0,0) orijininden bir çeviridir. Bu iki sanı değiştirilebilir şekilde kullanılmıştır. Biz bazen U = ( ) şeklinde yazmalıyız. (fig.1) Şimdi de iki açısal öklidan uzay E ‘yi adlandıralım ve E içerisindeki vektörlerin önemli özelliklerini not edelim. a.vektörlerin çarpılması. (fig. 2) Gösterilen  ve U vektörleri çarpılarak bir vektör oluşturulur. Bu vektör  ve U vektörlerinin skaler çarpımıdır. U = (u , u ) şeklinde yazılır. Özellikleri vardır: (a) (U) = ()U (Birleşme özelliği) (b) (U + V) = U + V ( + )U = U + U (Dağılma özelliği) (c) 1U = U (d) 0U = 0 = (0,0) b.vektörlerin toplanması (fig. 3) E içerisindeki vektörlerden her çifti U = (u ,u ) ve V = (v ,v ) tek bir vektör olarak isimlendirilir ve bu vektör U ve V ‘nin miktarlarının toplamı kadardır.U + V = (u +v , u +v ) şeklinde yaılır ve şu özellikleri vardır : (a) U + V = V + U (Değişme özelliği) (b) (U + V) + W = U + (V + W) (Birleşme özelliği) E içinde bulunan tek vektör olan =, orijin olarak adlandırılır ve şöyle gösterilir: (fig. 3) (c) U + 0 = U tüm E içerisindeki U’lar için. E içerisindeki her U tek bir vektöre karşılık gelir.U’nun tersi –U şeklinde gösterilerek adlandırılır ve şöyle gösterilir: (d) U + (-U) = 0 c. vektörlerin iç sonuçları . E içerisindeki herbir vektör çifti olan U ve V, gerçek bir numaraya uygun gelir.U ve V vektörlerinin iç sonuçları şeklinde adlandırılır. U.V = u v + u v şeklinde yazılır. Özellikleri : (a) U.V = V.U (Değişme özelliği) (b) (U + V).W = (U.W) + (V.W) E içerisindeki tüm vektörler U, V, W ve tüm skaler  ve  için (c) U.U  0 and U.U = 0 eğer sadece U = 0 ise. Eğer U.V = 0 ise U ve V vektörleri orthogonol olarak adlandırılır. d. vektörlerin uzunlukları (fig. 4). E içerisindeki her bir U vektörü gerçek bir numaraya uygun gelir ve U’nun uzunluğu şeklinde adlandırılır. ║U║= + √u ² + u ² şeklinde yazılır. Özellikleri : (a) ║U║  0 and ║U║ = 0 eğer sadece U = 0 ise (b) ║αU║ = |α| . ║U║ Uzunluk üçgen eşitsizliklerini gösterir. (c) ║U + V║  ║U║ + ║V ║ E içerisindeki tüm U ve V için. (d) ║U║ = +U . U ║U║ genelde V vektörünün kuralı şeklinde adlandırılır. __________________ Hal Değiştirme -------------------------------------------------------------------------------- Bir maddenin katı, sıvı ve gaz halleri arasında geçişler yapmasına hal değiştirme denir. Erime: Bir maddenin katı halden sıvı hale geçmesine erime, erimenin meydana geldiği sıcaklığa erime sıcaklığı denir. Donma: Bir maddenin sıvı halden katı hale geçmesine donma, donmanın meydana geldiği sıcaklığa donma sıcaklığı denir. Kaynama: Bir maddenin sıvı halden gaz hale geçmesine kaynama, kaynamanın meydana geldiği sıcaklığa kaynama sıcaklığı denir. Kaynama ile buharlaşma aynı şey değildir. Buharlaşma her sıcaklıkta olurken kaynama belirli bir sıcaklıkta olur. Kaynama buharlaşmanın en yoğun olduğu andır. Yoğunlaşma: Bir maddenin gaz halden sıvı hale geçmesine yoğunlaşma, yoğunlaşmanın meydana geldiği sıcaklığa yoğunlaşma sıcaklığı denir. Süblimleşme: bir katının sıvı hale geçmeden gaz hale geçmesine süblimleşme denir. Naftalin ve tuvaletlerde kullanılan katı koku gidericiler buna örnektir. Hal değiştirme ısısı(L): 1gram maddeyi bir halden başka bir hale geçirmek için ona verilmesi veya ondan alınması gereken ısıdır. Eğer madde eriyorsa erime ısısı(Le), kaynıyorsa kaynama ısısı(Lk) adını alır. Özısı(c): 1 maddenin 1gramının sıcaklığını 1°C değiştirmek için ona verilmesi veya ondan alınması gereken ısıdır. Hal değişimi sırasında erime ve kaynama noktalarında bir süre sıcaklık değişmez alınan ısı moleküllerin arasındaki bağları çözmek için harcanır. Bu noktalarda harcanan enerji aşağıdaki gibi hesaplanır. Q = m.L Q = ısı m = kütle L = Bu harlaşma yada erime erime ısı. Hal değişiminde yukarıda anlatılan süre dışında harcanan ısı enerjisi miktarı aşağıdaki formül ile hesaplanır. Q=m.c.Δt Q = ısı m = kütle c = öz ısı Δt= sıcaklık değişimi Hal Değiştirme İle İlgili Özellikler: 1. Hal değiştirme süresince sıcaklık sabit kalır. 2. Bir madde için ; erime sıcaklığı=donma sıcaklığı kaynama sıcaklığı=yoğunlaşma sıcaklığı erime ısısı=donma ısısı kaynama ısısı=yoğunlaşma ısısı’dır. 3. Her maddenin belirli bir basınç altında belirli bir erime noktası vardır. Erime sırasında hacmi artan maddeler de donma noktası basıncın artmasıyla artar. Erime sırasında hacmi azalan maddelerin donma noktası basıncın artmasıyla azalır, yani daha düşük sıcaklıklarda donar. Buzun üzerine basıldığında 0°C den daha düşük sıcaklıklarda da erimesi buna örnektir. 4. Her sıvının belirli bir basınç altında belirli bir kaynama noktası vardır. Basınç azaldıkça kaynama noktası düşer. Çünkü kaynama buhar basıncı ile dış ortam basıncın eşitlendiği anda başlar. Yükseklere çıkıldıkça atmosfer basıncı azaldığından kaynama noktası düşer. 5. Isı çoğaldıkça buharlaşma kolaylaşır. 6. Hava akımı buharlaşmayı kolaylaştırır. 7. Sıvı yüzeyi genişledikçe buharlaşma kolaylaşır. 8. Basınç azaldıkça buharlaşma kolaylaşır. 9. Erime, donma, kaynama, yoğunlaşma sıcaklıkları, özısı, hal değiştirme ısıları maddenin ayırt edici özelliklerindendir. __________________ OHM KANUNU Bir elektrik devresinde; akım, voltaj ve direnç arasında bir bağlantı mevcuttur. Bu bağlantıyı veren kanuna Ohm kanunu adı verilir. 1827 yılında Georg Simon Ohm şu tanımı yapmıştır: "Bir iletkenin iki ucu arasındaki potansiyel farkının,iletkenden geçen akım şiddetine oranı sabittir." R = V / I şeklinde ifade edilir. Burada R dirençtir. Bu direnç rezistans veya empedans olabilir. V volttur. İ de akım yani Amperdir. Su dolu bir depo olsun, bunun dibine 5 mm çapında bir delik açalım, bir de 10 mm çapında bir delik açalım. Büyük delikten daha çok suyun aktığını yani bu deliğin suyu daha az engellediğini görürüz. Burada deliğin engellemesi dirence, akan suyun miktarı akıma, depodaki suyun yüksekliği voltaja karşılık gelir. Elektrik devrelerinde de, bir gerilimin karşısına bir direnç koyarsanız, direncin müsaade ettiği kadar elektron geçebilir, yani akım akabilir, geçemeyen itişip duran bir kısım elektron ise, ısı enerjisine dönüşür ve sıcaklık olarak karşımıza çıkar. Direnç birimi "Ohm"dur bu değer ne kadar büyük ise o kadar çok direnç var anl¤¤¤¤¤ gelir. OHM KANUNU: Bir elektrik devresinde; Akım, Voltaj ve Direnç arasında bir bağlantı mevcuttur. Bu bağlantıyı veren kanuna Ohm kanunu adı verilir. 1827 yılında Georg Simon Ohm şu tanımı yapmıştır: “Bir iletkenin iki ucu arasındaki potansiyel farkının,iletkenden geçen akım şiddetine oranı sabittir.” R = V / İ ( 1 ) V = İ x R ( 2 ) İ = V / R ( 3 ) şeklinde ifade edilir. Burada R dirençtir. Bu direnç resistans veya empedans olabilir. V volttur. İ de akım yani Amperdir. Su dolu bir depo olsun, bunun dibine 5 mm çapında bir delik açalım, bir de 10 mm çapında bir delik açalım. Büyük delikten daha çok suyun aktığını yani bu deliğin suyu daha az engellediğini görürüz. Burada deliğin engellemesi dirence, akan suyun miktarı akıma, depodaki suyun yüksekliği voltaja karşılık gelir. Elektrik devrelerinde de, bir gerilimin karşısına bir direnç koyarsanız, direncin müsaade ettiği kadar elektron geçebilir, yani akım akabilir, geçemeyen itişip duran bir kısım elektron ise, ısı enerjisine dönüşür ve sıcaklık olarak karşımıza çıkar. Direnç birimi “Ohm“dur bu değer ne kadar büyük ise o kadar çok direnç var anl¤¤¤¤¤ gelir. Örnek: Bir elektrik ocağı teli 440 Ohm olsun, bununla yapılan elektrik ocağı ne kadar akım akıtır? Cevap: Kullandığımız şebekede gerilim 220 volttur. 220 = 440 x İ olur, buradan İ'nin de 0.5 Amper olduğunu görürüz. DIRENÇ ve OHM KANUNU Mutlaka gerilim arttiginda borudan geçen su miktari da yani akimda artacaktir. Ama akim sadece gerilime bagli olmadigi da açiktir. Borunun iç çapi ve uzunluguda akim üzerinde rol oynar. Boru ince olursa akim az, kalin olursa fazla olacaktir. Borunun bu etkisine elektrik devrelerinde direnç denir. Diren R ile gösterilir birimi ohm'dur. Görülüyorku bu üç kavram birbirleriyle baglantilidir. Bu baglanti Ohm Kanunu ile ifade edilir. V = I.R V gerilimi, I akimi, R ise direnci ifade eder. Görüldügü gibi 1 Volt gerilim altinda 1 Amper akim geçiyorsa direnç 1 ohm'dur. __________________ Düzlem Aynalar -------------------------------------------------------------------------------- Ayna üzerine düşen bir ışık demeti yine bir demet olarak yansır.Düzlem aynanın parlak yüzeyi sırlanmış yüzeydir. Işığın aynaya düştüğü noktadan aynaya çizilen dik doğruya normal ; gelen ışının normal yaptığı açıya gelme açısı ve yansıyan ışının normal yaptığı açıya yansıma açısı denir. Yansıma Kanunları 1-Gelen ışın , normal ve yansıyan ışın aynı düzlemdedir. 2-Gelme açısı yansıma açısına eşittir. 3-Normal üzerinden gelen ışın kendi üzerinden yansır. Düzlem Aynaların Kullanıldığı Yerler Düzlem aynanın günlük yaşamda birçok kullanım alanı vardır. Tıraş olurken , giyinirken , saçınızı tararken , mağazaların vitrinlerinde ve bir çok yerde kullandığımız aynalar düzlem aynalardır. Dar bir odaya asılacak düz büyük ayna odanın daha geniş görünmesini sağlar. Düz aynalar periskop yapımında da kullanılır. Periskop bir gözlemciye değişik açılardan etrafını görmeye yarar. Moment - Denge -------------------------------------------------------------------------------- MOMENT Bir kuvvetin döndürücü etkisine moment denir. Moment=kuvvet × kuvvet kolu =F.d (Kuvvetin yarıçap vektörüne dik olan bileşeni alınır) birimi: N.m Moment vektörel bir büyüklüktür. Dolayısıyla moment vektörünün bir yönü vardır. Bu yön sağ el kuralı ile bulunur. Dört parmak bitişik ve baş parmak bunlara dik olacak şekilde açılır. Avuç içi moment merkezine bakarken dört parmak kuvvet yönünde olacak şekilde sağ el yerleştirildiğinde yana açılan baş parmak moment vektörünün yönünü gösterir. M=F×d DENGE: Bir cisim dengede ise, ya sabit hızlı düzgün doğrusal hareket yapıyor, ya bir eksen etrafında sabit hızla dönüyor, yada duruyor demektir. Bunun için; 1. Cisme etkiyen net kuvvet(bileşke kuvvet) sıfır olmalıdır. ΣF=0 2. Cisme etkiyen kuvvetlerin bir noktaya veya bir eksene göre momentleri toplamı sıfır olmalıdır. Στ=0 __________________ Isı -------------------------------------------------------------------------------- Isı, belirli sıcaklıktaki bir sistemin sınırlarından, daha düşük sıcaklıktaki bir sisteme, sıcaklık farkı nedeniyle transfer edilen enerjidir. Isı da iş gibi bir enerji transfer biçimidir. Isı ve iş hiçbir cisimde depo edilemez, ancak sistem sınırlarında ve geçiş halinde iken belirlenebilir. Her ikisi de birer eğri fonksiyonudurlar. Bir başka deyişle, ısı ve iş geçiş halindeki enerjilerdir. Isı birimi iş birimi ile aynıdır, yani joule (J) dür. __________________ Isınan Maddelerde Genleşme -------------------------------------------------------------------------------- Genleşme genişleme anlamından gelir. Sıcaklığı artırılan bir cismin uzunluk ya da hacminin değişmesi olayıdır. Katıları, sıvıları ya da gazları oluşturan tanecikler, ortalama konumları çevresinde sürekli çalkalanma halindedirler. Bu cisimlerden birine ısı biçiminde enerji verilirse, bu enerji kinetik enerji ye dönüşür; dolayısıyla, kinetik enerjisi artan tanecikler daha şiddetle çalkalanır ve daha geniş alana yayılmaya çalışırlar; yani sıcaklığı yükselen cisim (katı,sıvı, gaz) aynı zamanda genleşir. KATILARDA GENLEŞME Dışarıdan ısı alan maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi, dolayısıyla taneciklerin titreşim hızı artar. Tanecikler birbirinden uzaklaşmaya başlar. Bu olay genleşme adı ile anılır. Tersine olarak madde dışarıya ısı verdiğinde (madde soğutulduğunda) maddenin taneciklerinin kinetik enerjisi, dolayısıyla taneciklerin titreşim hızı azalır ve maddenin hacmi küçülür. Maddelerin genleşmesi ya da tersine büzülmesi sırasında büyük kuvvetlerin ortaya çıkması, tren raylarında, köprü gibi yapılarda hasarlara neden olmaktadır. Bu yüzden tren yaylarının eklenti yerlerinde boşluklar bırakılır, köprüler demir makaralar üzerine oturtulur. Çevremizdeki bu tür yapıları gözlemleyerek genleşme ile ilgili bir çok örnekler bulabiliriz. BOYCA UZAMA Bir metal çubuğun ısıtılmadan önceki ilk boyu, l0 olsun. Bu metal çubuğu ısıttığımızda boyu uza¤¤¤¤¤ son boyu l olur. Boyca uzama miktarı (Δl); ΔL =l-l0 = L0.λ.Δt bağıntısıyla bulunur. Burada, l0 :Metalin ilk boyu. λ:Metalin boyca genleşme katsayısı. Δt = tson-tilk:Metalin ısıtılmadan önceki sıcaklığı ile ısıtıldıktan sonraki sıcaklığının farkıdır. YÜZEYCE GENLEŞME Bir metal levhanın ısıtılmadan önceki ilk yüzeyi S0 olsun. Bu metal levhayı ısıttığımızda, yüzey artarak son yüzeyi S olur. ΔS = S-S0.2 λ.Δt bağıntısıyla hesap edilir. Burada; S0:Metalin ilk yüzü. 2λ:Yüzeyce genleşme katsayısı (Boyca genleşmenin iki katıdır.) Δt = tson-tilk :Sıcaklık farkıdır HACİMCE GENLEŞME Metal bir kürenin ısıtılmadan önceki ilk hacmi V0 olsun.Bu metal küreyi ısıttığımızda son hacmi V olur. Hacimce genleşme miktarı ΔV, ΔV = V-V0 =V0.3λ.Δt bağıntısıyla hesap edilir.Burada; V0:Metal kürenin ilk hacmi. 3λ:Hacimce genleşme katsayısı (Dikkat edilirse boyca genleşme katsayısının üç katıdır.) Δt = tson-tilk : Sıcaklık farkıdır. SIVILARDA GENLEŞME Katı maddelerin genleşmelerini gördük, benim aklıma şu soru geldi, peki sıvı maddelerde de genleşme olur mu? Tabi ki olur şimdi birlikte bu konuyu işleyelim. Öncelikle şu sorulara cevap bulmaya çalışalım. Ağzına kadar dolu bir çaydanlık ısıtıldıkça neden taşar? Termometrelerde cıva veya alkol seviyesi sıcaklık değişmelerinde neden yükselip alçalır? Bu ve bunun gibi sorulara, bilimsel alarak daha iyi cevaplar verebilmemiz için, sıvıların davranışlarını incelememiz gerekir. Ama bir sorunumuz var. Sıvıların ısıtılmadaki davranışlarını, katılarda olduğu gibi inceleyemeyiz. Çünkü, sıvıları katılar gibi şekillendirmek, örneğin boru haline getirmek imkansızdır. Bu yüzden, sıvıların, bir kap içinde incelenmeleri gerekir. Sıvıların genleşmesinden sıvılı termometrelerde, sıcak su kazanlarında, termosifonlarda ve kalorifer sistemlerinde yararlanılır. Sıvıların genleşme miktarı aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır. ΔV = V. a. Δt Bağıntıda ΔV sıvının hacimce genleşme miktarı, V sıvının ilk hacmi, a sıvının hacimce genleşme katsayısıdır. GAZLARDA GENLEŞME Şimdi de gazların ısı etkisiyle genleşmelerini ele alalım. Şu soruları cevaplamaya çalışalım. Soba üzerinde tutulan şişirilmiş bir balon niçin büyür ve hatta patlar? 1783 yılında Montgolfier kardeşler, balonlarını uçurabilmek için, balonun açık alt kısmında ateş yakmışlardır. Niçin? Bu sorulara bulacağımız cevaplar bize, gazlarda da hacmin, katı ve sıvılarda olduğu gibi sıcaklıkla arttığı kanısını vermekte. Sıcaklıkla genleşme, gazdan gaza değişmemektedir. METAL ÇİFTİ Farklı metallerden yapılmış eşit uzunluktaki iki çubuk bir birine perçinlenerek metal çifti yapılabilir. Bu iki çubuk, perçinli oldukları için ısıtıldıklarında bağımsız olarak hareket edemezler. Fakat uzama katsayıları bir birinden farklı oldukları için biri diğeri üzerine bükülür. Metal çiftlerinin birçok kullanım alanları vardır. Bunların en önemlisi elektrik termostatlarıdır. Termostat sıcaklığı kontrol altına alarak sabit bir değerde tutmaya yarayan bir alettir. Elektrikli şofben, elektrikli ütü, evlerdeki radyatör türü ısıtıcılar termostatlı aletlerdir. Bu aletlerde sıcaklık arttığında metal çifti bükülür ve devreyi keser. Bir süre soğuyunca metal çifti soğu¤¤¤¤¤ eski durumuna gelir ve devreyi tamamlar. Isıtıcı çalışmaya başlar. Böylece aletin sabit sıcaklıkta çalışması sağlanır. Yangın alarmlarında sıcaklık arttığında metal çifti yukarı bükülerek elektrik devresini kapatır ve zil çalar. Aynı zamanda metal termometrelerde ve flaşörlerde metal çiftleri kullanılarak yapılan araçlardır. __________________
 
  tüm 31925 ziyaretçikişi burdaydı!  
 
=> Sen de ücretsiz bir internet sitesi kurmak ister misin? O zaman burayı tıkla! <=