Çembersel Hareket

Çembersel Hareket Bu ünitede, çembersel hareketi analiz ederek bu hareketin sebebini yorumlayacağız. Daha sonra düzgün çembersel hareketi tanımlayan temel kavramları öğreneceğiz. Bu kavramlardan yola çıkarak uydular, ay ve gezegenler gibi gök cisimlerinin hareketini analiz edeceğiz. Dönme ile ilgili eylemsizlik momenti, açısal momentum ve dönme kinetik enerjisi gibi kavramları öğrenip cisimlerin birbirine uyguladığı kütle çekim kuvvetini...

Çembersel Hareket

Bu ünitede, çembersel hareketi analiz ederek bu hareketin sebebini yorumlayacağız. Daha sonra düzgün çembersel hareketi tanımlayan temel kavramları öğreneceğiz. Bu kavramlardan yola çıkarak uydular, ay ve gezegenler gibi gök cisimlerinin hareketini analiz edeceğiz. Dönme ile ilgili eylemsizlik momenti, açısal momentum ve dönme kinetik enerjisi gibi kavramları öğrenip cisimlerin birbirine uyguladığı kütle çekim kuvvetini hesaplayacağız. Ünitenin sonunda ise Keppler Kanunları’nı açıklayacağız.

Çembersel Hareket ve Düzgün Çembersel Hareket Nedir?

Şimdi öncelikle çembersel ya da dairesel hareket dediğimiz konu nedir bakalım: Öncelikle buradaki düzgün çembersel hareket kelimesine dikkat edelim, düzgün çembersel hareket başka çembersel hareket başka bir şey. Düzgün çembersel hareketin sabit sürat değiştiren hareket olması lazım. Yani cismin yörünge üzerindeki hızının büyüklüğü hiçbir zaman değişmezse buna biz düzgün çembersel hareket diyoruz. Ama yörüngesi çembersel olmasına rağmen hızı 1v, 2v, 3v… oluyorsa o düzgün çembersel hareket değil, sadece çembersel harekettir. O zaman, bir hareketin düzgün çembersel hareket olabilmesi için hem yörüngesinin dairesel olması gerekiyor hem de hızının büyüklüğünün değişmemesi gerekiyor. Bakın dikkat ederseniz sürekli hızının büyüklüğü diyorum, yani hızı değişmiyor demiyorum. Çünkü hız, vektörel bir kavram olduğu için hızın yönü değiştiği zaman hızın değeri de değişmiş oluyor. Yani çembersel harekette hız sabittir diyemeyiz fakat çembersel harekette sürat sabittir diyebiliriz. Çünkü hız vektörel olduğu için yön önemli; sürat skaler olduğu için yön önemli değil. O yüzden biz, çembersel harekette sürat sabittir diyoruz. Kitabımızda da sabit sürat ifadesi kullanılarak bu konuya dikkat çekilmiş.

İkinci önemli konumuz da, düzgün çembersel hareket yapan cismin yarıçap vektörüyle hız vektörü sürekli birbirine diktir. Bakın şuradan cisme doğru çizilen vektöre yarıçap vektörü denilir. Yarıçap vektörü, her zaman cismin hızına dik olmak zorundadır. Mesela biz cismi burada çizseydik, hızını bu şekilde çizecektik. Yarıçap vektörünü de cisme doğru şu şekilde, dik bir şekilde gösterecektik. Gördüğünüz üzere yarıçap ve hız vektörünün her zaman dik olması gerekir.

Şimdi konunun en önemli kavramlarından iki tanesine, periyot ve frekans kavramlarına gelelim. Periyot nedir, frekans nedir, farkları nelerdir? Periyot (T), düzgün çembersel hareket yapan cismin bir turu dönmesi için geçen süreye denir. Yani cismin buradan başlayıp tekrar bu noktaya gelene kadar geçen süreye periyot diyoruz. Periyodun birimi saniyedir çünkü süre diyoruz. Zaten süre deyince birimi saniye olmuş oluyor.

Frekans (f), periyodun (T) tam tersidir. Periyot bir turu atma süresiyken frekans ise bir saniyede atılan tur sayısıdır. O zaman, düzgün çembersel hareket yapan cismin birim zamandaki (1 s) tur sayısına frekans diyoruz. Frekans “f” ile gösterilir. Frekansın birimi s-¹ (saniye üzeri -1) yani 1/s demektir. Buna ek olarak frekansın birimini hertz (Hz) olarak da görebiliriz. Yani frekans deyince ya s-¹ ya da hertz (Hz) simgesini görmemiz lazım.

Periyot ve frekans birbirinin tam tersi olduğu için T=1/f şeklinde yazabiliyoruz. Örneğin bir cismin periyodu 2 ise frekansına ½ diyebiliyoruz.

Anahtar Kavramlar

  • Periyot
  • Frekans
  • Çizgisel Hız
  • Açısal Hız
  • Merkezcil Kuvvet
  • Merkezcil İvme
  • Eylemsizlik Momenti
  • Açısal Momentum
  • Çekim İvmesi
  • Kütle Çekim Kuvveti

Düzgün Çembersel Hareketin Tanımı ve Periyot, Frekans

Düzgün çembersel hareketi açıklar.

  • Periyot, frekans, çizgisel hız ve açısal hız, merkezcil ivme kavramları verilir.
  • Öğrencilerin düzgün çembersel harekette çizgisel hız vektörünü çember üzerinde iki farklı noktada çizerek merkezcil ivmenin şiddetini bulmaları ve yönünü göstermeleri sağlanır. Çizgisel ivme kavramına girilmez.

Sabit büyüklükteki bir hızla, çembersel bir yörüngede yapılan harekete düzgün çembersel hareket denir. Dönme dolap, vantilatör, çamaşır makinesi düzgün çembersel hareket yapar. Bir cismin düzgün çembersel hareket yapabilmesi için cisme sabit büyüklükteki bir kuvvet daima hız vektörüne dik olarak (çembersel yörüngenin merkezine doğru) uygulanmalıdır. Bu durumda cismin hız vektörünün büyüklüğü değişmez, yönü değişir.

Ergun Bulşu Hoca’nın Çembersel Hareket AYT Fizik dersini aşağıdaki videodan izleyebilirsiniz:

Çembersel Hareket PDF dosyasına aşağıda linki bulunan AYT Fizik Soru Bankası Kitabımızdan ulaşabilirsiniz.

AYT Fizik Soru Bankası