FİZİK PERFORMANS ÖDEVİ KONU: İVME Mertcan AÇIKEL 9-A 546
İvme İvme, belirli bir yönde hareket etmekte olan bir cismin hızının belirli bir zaman aralığındaki değişim miktarıdır. Başka bir deyişle ivme, bir cismin hızının değişim hızıdır. Hız ise, hareketli bir cismin belirli bir zaman aralığında aldığı yolun uzunluğudur ve fizikte hız her zaman hareketin yönüyle birlikte belirtilir. İvme genellikle hızın artması olarak düşünülür, ama fizikte ivme hızın azalması anlamına da gelir. Bir motorlu aracın, örneğin bir otomobilin gaz pedalına basıldığında araç hızlanır. Hızın belirli bir zaman aralığındaki bu artışı, aracın izlemekte olduğu yol doğrultusundaki ivmesidir.
Örneğin, eğer araç 10 saniyelik bir süre içinde saatte 50 km hıza ulaşmışsa, ortalama ivmesi her saniye için saatte 5 kilometredir. Yani araç her saniye, saatte 5 km daha hızlı yol almıştır. Eğer araç bu ivmeyle hızlanmaya devam ederse ikinci 10 saniyenin sonunda hızı saatte 100 kilometreye ulaşır. Eğer sürücü, saatte 50 km hızla giderken frene basarsa ve araç yavaşlayıp 5 saniye sonra durursa, ivme (bu kez yavaşlama) her saniye için saatte 10 kilometredir. Hızın azalmasına bazen eksi ya da negatif ivme de denir.
İvme ve Kuvvet Bir otomobil ya da bisikletin hızını değiştirmek için belirli bir kuvvetin uygulanması gerekir. Otomobili durdurmak için sürücü fren pedalına basınca, tekerleğin iç kesimindeki fren pabuçları tekerleğe sıkıca yapışır; işte bu fren pabuçları ile tekerlek arasındaki sürtünme kuvveti otomobili durdurur. Sürtünme kuvveti ne kadar büyükse, otomobil o kadar çabuk durur. Bunun tersine, eğer otomobil çok çabuk hızlandırıl- mak isteniyorsa, sürücü gaz pedalına sertçe basar ve bunun sonucunda motora daha çok yakıt gider. Böylece motora beslenen ek enerji daha büyük bir kuvvetin oluşmasına yol açarak otomobilin daha kısa sürede hızlanmasını yani ivmelenmesini sağlar
Bazı durumlarda hızlanma çok daha çabuk gerçekleşir, yani ivme daha büyük olur. Örneğin raketle vurulan bir top ya da silahtan ateşlenen bir mermi, kendisini iten kuvvet daha üzerinden kalkmadan çok çabuk ve çok büyük bir ivme kazanır. Bu cisimlerin çok büyük hızlara ulaşmaları için geçen süre çok kısadır ve saniyenin binde birlik kesirleriyle ölçülür. Bir cismin bu kadar büyük bir ivme kazanabilmesi için o cisme etki eden kuvvetin de çok büyük olması gerekir.
Hareket Yasası Bir otomobilin çok hızlı kalkabilmesi için, motorunun çok güçlü olması gerekir. 17. yüzyılda İngiliz bilim adamı Sir Isaac Newton, ivme ile onu doğuran kuvvetin birbiriyle bağıntılı olduğunu buldu. Newton, ağır bir cismin hızını değiştirmek için gerekli olan kuvvetin, daha hafif bir cisim için gerekli olandan daha büyük olduğunu ve kullanılan kuvvet ne kadar büyükse ivmenin de o kadar büyük olacağını ortaya koydu. Bu bağıntı Newton'ın "ikinci hareket yasası" olarak bilinir ve F= m x a denklemiyle gösterilir. Denklemde görüldüğü gibi kütle ya da ivme ne kadar büyükse, kuvvet de o kadar büyük olur. Eğer bisikletin arkasına paten kayan bir çocuk tutunursa, bisiklete belirli bir ivme kazandırabilmek için öncekinden daha büyük bir kuvvet kullanmanız gerekir; çünkü hareket ettireceğiniz kütle büyümüştür.
Yerçekimi İvmesi Yerçekimi kuvveti, uyduları Dünya çevresinde yörüngede tutar ve onların yörüngeden kurtularak uzayda uzaklaşıp gitmesini önler. Yerçekimi, cisimleri Dünya'ya doğru çektiği için başka bir kuvvetle dengelenmediği zaman etkilediği cismin yeryüzüne düşmesine neden olur. Cisim ne kadar yüksekten düşerse, düşme hızı da o kadar artar. Serbestçe düşen bir cismin hızının artmasına yerçekimi ivmesi denir. Bir gökdelenin çatısından düşen bir topu tutmaya çalışırsanız bunun hemen hemen olanaksız olduğunu görürsünüz. Bu zorluğun nedeni yerçekimi ivmesidir. Topun düşmesi 5 saniye sürse, beşinci saniyenin sonunda top yerçekiminin ivmesiyle hızlanarak neredeyse saatte 175 km hıza ulaşır. Topu tutacak kişi bir anda bu hızı sıfıra düşürmek zorundadır. İvme, hızın birim zamandaki değişimi olduğuna göre, yakalama anında topun hızının çok büyük bir ivmeyle sıfıra indirilmesi gerekir. Newton'ın "ikinci hareket yasası"na göre ivme ne kadar büyükse, bu ivmeyi doğuran kuvvetin de o kadar büyük olması gerekir. Bu durumda hızla düşen topu bir anda durdurmak için çok büyük bir kuvvet kullanmak gerekecektir.
KAYNAKÇA www.msxlabs.org tr.wikipedia.org www.fizikmakaleleri.com