Dinamik - Turkipedia

Dinamik, cisimlerin, çeşitli kuvvetler altında, hareketlerindeki değişiklikleri inceleyen bilim dalıdır. Başka bir ifadeyle: Dinamik, harekete sebep olan ve hareketi değiştiren unsurları inceler.

Fizik biliminde Klasik mekaniğin branşlarından biridir. Denge durumundaki cisimlerin kuvvet dengesini inceleyen Statik diğer bir branşıdır.

Bu alandaki çalışmalar daha çok, 17. yy başlarında yaşayan Sir Isaac Newton tarafından yapılmış ve sonuçlar üç temel yasa ile ifade edilmiştir.

Dinamik prensipleri

1) Eylemsizlik prensibi

Bir cisme uygulanan kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise cisim o andaki konumunu korur. Yani duruyorsa durmaya, hareket ediyorsa sabit hızla hareketine devam eder. Örneğin virajı dönen bir araba içindeki insanların yana doğru hareketlenmeleri ve hareketli bir araba içindeki insanların frene basıldığında öne doğru hareketlerinin nedeni eylemsizliktir.

2) Dinamiğin temel prensibi

Bir cisme ya da cisimlerden oluşan düzeneğe net bir kuvvet etki ederse cisim ivmeli olarak hareket eder.

Formül:

{\overrightarrow {F}}=m.{\overrightarrow {a}}\,\!

Burada;

"F": Hareket doğrultusundaki Bileşke Kuvvet, Newton(N) biriminde.

"m": Harekete katılan cisimlerin toplam Kütle, Kilogram(kg) biriminde.

"a": Sistemin kazandığı İvme, Metre/Saniye²(m/s²) biriminde.

Hareketli bir cisme etki eden bileşke kuvvet, cismin hareketi ile aynı yönde ise cisim hızlanan, hareketine zıt yönde ise yavaşlayan hareket yapar.

3) Etki-Tepki prensibi

Bir cismin ya da kuvvetin bir yüzeyde dik olarak uyguladığı kuvvete etki, yüzeyin kuvvete karşı gönderdiği dik kuvvete tepki denir.

Yatay bir zemine konulan cisim zemine ağırlığı kadar bir etki kuvveti uygular. Cisim zeminde dengede ise ağırlığına tam olarak zıt yönde ve ağırlığı kadarlık bir tepki oluşmaktadır.

Sürtünme kuvveti

Sürtünme kuvveti yüzeyin cisme uyguladığı normal kuvvetine ve yüzeyler arasındaki pürüzlüğün bir ölçüsü olan sürtünme katsayısına bağlıdır. Matematiksel olarak bu ilişki fsürtünme = μN biçiminde ifade edilir.

Hareket eden veya harekete zorlanan bir cisme Sürtünme kuvveti etki eder. Sürtünmenin olmadığı bir ortam bulmak neredeyse imkânsızdır. Hareket halindeki bir cisme uygulanan sürtünme kuvveti harekete zıt yöndedir.

Formül:

F_{S}=k.N\,\!

Burada;

"F_S": Sürtünme Kuvveti, Newton(N) biriminde.

"k" (Bazı kaynaklarda " ${\boldsymbol {\mu }}$ " sembolü ile gösterilir): Sürtünme katsayısı, birimi yok.

"N": Tepki Kuvveti, Newton(N) biriminde.

Sürtünme kuvvetinin özellikleri

Sürtünme kuvveti cismin yüzeye temas eden alanının büyüklüğüne bağlı değildir.
Sürtünme kuvveti hareket sağlayabilir, "sağlanamaz" şeklindeki ön yargı bir kavram yanılgısıdır.
Sürtünme katsayısı, cismin ve temas ettiği zeminin özelliklerine bağlı sabit sayı olup birimi yoktur.
Dengede duran fakat harekete zorlanan cisme uygulanan sürtünme kuvveti ise zorlayıcı kuvvete zıt yöndedir.

Dinamik uygulamaları

Yatay düzlemde hareket
Eğik düzlemde hareket
Makaralı düzenekte hareket

Alt-dalları

Katı cisim dinamiği
- Kinematik
- Kinetik
Akışkanlar mekaniği
- Hidrodinamik
- Gaz dinamiği
  - Aerodinamik

İlgili Araştırma Makaleleri

Fizik disiplininde, kuvvet bir cismin hızını değiştirmeye zorlayabilen, yani ivmelenmeye sebebiyet verebilen - hızında veya yönünde bir değişiklik oluşturabilen - bir etki olarak tanımlanır, bu etki diğer kuvvetlerle dengelenmediği müddetçe geçerlidir. Itme ya da çekme gibi günlük kullanımda yer alan eylemler, kuvvet konsepti ile matematiksel bir netliğe ulaşır. Kuvvetin hem büyüklüğü hem de yönü önemli olduğundan, kuvvet bir vektör olarak ifade edilir. Kuvvet için SI birimi, newton (N)'dur ve genellikle $F$ simgesi ile gösterilir.

Triboloji, sürtünme, aşınma ve yağlama konularını inceleyen bilim ve teknoloji dalıdır. Triboloji sözcüğü eski Yunan dilindeki τριβο (tribo) "sürtünme" ile λόγος (logos) "prensip veya mantık" kelimelerinden türetilmiştir.

Fizikte, kütle, Newton'un ikinci yasasından yararlanılarak tanımlandığında cismin herhangi bir kuvvet tarafından ivmelenmeye karşı gösterdiği dirençtir. Doğal olarak kütlesi olan bir cisim eylemsizliğe sahiptir. Kütleçekim kuramına göre, kütle kütleçekim etkileşmesinin büyüklüğünü de belirleyen bir çarpandır (parametredir) ve eşdeğerlik ilkesinden yola çıkılarak bir cismin kütlesi kütleçekimden elde edilebilir. Ama kütle ve ağırlık birbirinden farklı kavramlardır. Ağırlık cismin hangi cisim tarafından kütleçekime maruz kaldığına göre ve konumuna göre değişebilir.

<span class="mw-page-title-main">Newton'un hareket yasaları</span> Bilimsel Yasalar

Newton'un hareket yasaları, bir cisim üzerine etki eden kuvvetler ve cismin yaptığı hareket arasındaki ilişkileri ortaya koyan üç yasadır. İlk kez Isaac Newton tarafından 5 Temmuz 1687 tarihinde yayımlanan Philosophiae Naturalis Principia Mathematica adlı çalışmada ortaya konmuştur. Bu yasalar klasik mekaniğin temelini oluşturmuş, bizzat Newton tarafından fiziksel nesnelerin hareketleri ile ilgili birçok olayın açıklanmasında kullanılmıştır. Newton, çalışmasının üçüncü bölümünde, bu hareket yasalarını ve yine kendi bulduğu evrensel kütleçekim yasasını kullanarak Kepler'in gezegensel hareket yasalarının elde edilebileceğini göstermiştir.

1. Yasa: Eylemsiz referans sistemi adı verilen öyle referans sistemleri seçebiliriz ki, bu sistemde bulunan bir parçacık üzerine bir net kuvvet etki etmiyorsa cismin hızında herhangi bir değişiklik olmaz. Bu yasa genellikle şu şekilde basitleştirilir: “Bir cisim üzerine dengelenmemiş bir dış kuvvet etki etmedikçe, cisim hareket durumunu korur.”

2. Yasa: Eylemsiz bir referans sisteminde, bir parçacık üzerindeki net kuvvet onun çizgisel momentumunun zaman ile değişimi ile orantılıdır:

\text{[math]}

Eylemsizlik Momenti, cisimlere etkiyen kuvvet. Eylemsizlik kuvveti sistemin ivmesiyle zıt yönde oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Düzgün dairesel hareket</span>

Düzgün dairesel hareket, sabit bir kuvvetin etkisinde, bir çember üzerinde süratin değişmediği harekettir.

Statik, durağan anlamına gelen, fiziğin statik dengede duran sistemlerle ilgilenen dalıdır. Eğer bir cismin parçaları, birbirlerine göre izafi hareket yapmıyorlarsa, o cisim için statik dengede denir. Bu da ancak cisim belirli bir referans noktasına göre hareket etmiyorsa ya da ağırlık merkezi sabit bir hıza sahipse olabilir.

Ağırlık, bir cisme uygulanan kütleçekim kuvvetidir. Ağırlığın birimi newton'dur ve simgesi 'N' olarak gösterilir. Bir kiloluk bir cisim dünyada yaklaşık 9,8 Newtondur. Ölçü aracı dinamometredir. Kütleçekim kuvveti, çekim merkezinden uzaklaştıkça azalacağından Dünya'nın geoit şeklinden dolayı kutuplara gidildikçe artar, ekvatora gidildikçe azalır..

Newton mekaniğinde merkezkaç kuvveti, dönen bir referans çerçevesinde bakıldığında tüm nesneler üzerinde etkili gibi görünen bir eylemsizlik kuvvetidir.

Fizikte, bir kuvvet bir cisim üzerine etki ettiğinde ve kuvvetin uygulama yönünde konum değişikliği olduğunda iş yaptığı söylenir. Örneğin, bir valizi yerden kaldırdığınızda, valiz üzerine yapılan iş kaldırıldığı yükseklik süresince ağırlığını kaldırmak için aldığı kuvvettir.

Mekanik denge bir katı cisim için cisme etkiyen bileşke kuvvet vektörünün ve bileşke moment vektörünün sıfır olmasıdır. Katı cisim deforme olmadığından cisme etkiyen kuvvetlerin ve momentlerin net olarak sıfır olması Newtonun ikinci hareket yasasına dayanarak cismin doğrusal ve açısal ivmesinin sıfır olması olarak değiştirilebilir.Bu tanıma göre havada sabit hızda yol alan bir uçak veya sabit eksende sabit açisal hızla dönen bir topaç dengededir.

\text{[math]}

<span class="mw-page-title-main">Sürtünme kuvveti</span> temas halinde olan iki nesnenin arasında oluşan ve harekete karşı koyan kuvvet

Sürtünme kuvveti, temas halinde olan iki cismin veya yüzeyin birbiri üzerinden kaymasını engelleyen kuvvete verilen isimdir. Cismi harekete geçirebilir ya da cismin hareketine karşı koyabilir. Sanılanın aksine sürtünme kuvveti her zaman cismin hareketine ters yönde değildir. Bu kuvvetin ortaya çıkması için hareket gerekmez ancak hareketin olduğu durumlardaki (kinetik) sürtünme kuvveti, hareketin olmadığı durumdan (statik) farklıdır.

Fizikte Net Kuvvet, bir cisim üzerine etkiyen kuvvetlerin toplamına eşittir. Net kuvvetin hesaplanması için serbest cisim diyagramı oluşturulur ve ortamdan izole edilerek cisme etkiyen kuvvetler vektörel olarak yazılır. Net kuvvetin cisme olan etkisi net kuvvetin yönüyle aynı olmak zorunda değildir. Bu etkiyi hesaplamak için bileşke kuvvet'in ve tork'un hesaplanması gerekir. Çünkü cisme uygulanan kuvvet tek bir nokta olarak düşünülmeyen cisimlerde bir tork yaratabilir ve bu da bileşke kuvvetin net kuvvetten farklı olmasına sebep olabilir. Kuvvetin cisme etki ettiği nokta göz önünde bulundurularak hesaplanan tork ile beraber net kuvvet bize bileşke kuvveti verir. Ve cisim bileşke kuvvetin öne sürdüğü doğrultuda hareket eder.

Hareket ya da devinim, bir cismin sabit bir noktaya göre yerinin zamana karşı değişimidir. Hareketle ilgilenen bilim sahaları, mekanik ve kinematik olarak sınıflandırılabilir. İlkinde kuvvet ve kütle üzerindeki etkisi incelenirken, ikincisinde, kütlenin konumu, hızı gibi nitelikler incelenir.

Basit harmonik hareket, geri çağırıcı kuvvet ile doğru orantılı olarak yer değiştiren periyodik bir hareket türüdür.

Ağırlıksızlık ya da ağırlığın yokluğu aslında dışarıdan uygulanan kuvvetler, genellikle yerden koltuktan yataktan vb. uygulanan temas gerektiren kuvvetler, sonucu oluşan baskı ve gerilmenin yokluğudur. Sezgilere aykırı bir şekilde düzgün kütleçekimsel kuvvet tek başına gerilmeye ve baskıya neden olmaz ve b tip bir kuvvetin bulunduğu ortamda serbest düşüşte olan bir cisim g- kuvveti algılamaz ve ağırlıksız hisseder. Bu ayrıca sıfır g- kuvveti olarak adlandırılır. Cisimler kütleçekimi dışındaki kuvvetlere maruz kaldığında, santrifüjde ya da dönen bir uzay istasyonunda ya da roketleri ateşlenen bir uzay mekiğinde, kuvvet cismin eylemsizliğini bastırdığından ağırlık hissi oluşur. Bu tip durumlarda, ağırlık hissi, kütleçekimsel alan sıfır dahi olsa baskı durumu ile oluşabilir. Bu tip durumlarda g kuvveti hissedilir ve cisimler ağırlıksız değildir. Kütleçekimsel alan düzgün olmadığında serbest düşüşteki bir cisim gelgitsel kuvvetler hissedecektir ve cisim baskısız değildir. Bir karadeliğin yanında bu tip gelgitsel kuvvetler çok güçlü olabilir. Dünya göz önüne alındığında bu tip kuvvetler oldukça küçüktür. Özellikle de küçük boyutlu cisimler için. Örneğin insan vücudu veya bir uzaymekiği için. Ve bu durumlarda genel ağırlıksızlık hissi korunmuş olur. Bu durum mikroyerçekimi olarak da bilinir ve yörüngede dolanan uzay mekiklerinde oldukça yaygındır.

<span class="mw-page-title-main">Normal kuvvet</span>

Normal kuvvet (Fn), cisimler arasında bulunan temas yüzeylerine dik bulunan, cisimlerin birbirleri içinden geçmesini engelleyen bir kuvvettir.

Aerodinamik bölümünde bahsedilen aerodinamik sürüklenim, bir akışkan yönünde hareket halinde olan herhangi bir katı cisme etki eden akışkan sürüklenim kuvvetine denir. Cisim baz alındığında bu kuvvet cismin yüzeyine etki eden basınç dağılımlarından(Dp) ve cisme etki eden kayma kuvvetlerinden(akışkanlığın sonucu [Df]) meydana gelir. Akışın özelliklerine göre hesaplama yapıldığında sürüklenim kuvveti 3 temel birime bağlıdır : şok dalgaları, girdaplar ve akışkanlık.

Serbest cisim diyagramı veya kuvvet diyagramı, genellikle mühendis ve fizikçilerin bir cisim üzerindeki kuvvet ve momentleri analiz edebilmelerine sağlayan veren kaba çizimden meydana gelen görsel bir araçtır.

Bileşke kuvvet, katı cisimlerde cisme uygulanan tek bir kuvvet ve beraberindeki tork. Cisme, diğer bütün uygulanan kuvvetlerin toplamıyla aynı etkiyi yapar. Bu kuvvetin etkilediği yerin belirlenmesi tork bulmak açısından önemlidir. Bileşke kuvvet terimi sadece kuvveti değil beraberindeki torku da kapsamaktadır. Bazı kaynaklarda da bu yüzden bileşke kuvvet-tork diye geçer.

Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.