Page 33 - Fen Lisesi Fizik 11 | 1.Ünite

1. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET

Örnek: Yay sabiti k olan bir yayın ucuna 2 kg kütleli bir cisim
asılıp denge sağlandığında yayın boyundaki uzama miktarı 2 cm
olarak ölçülmektedir. Buna göre,
a) (F-x) grafiğini çizerek yay sabitini bulunuz?
b) Yayın esneklik potansiyel enerjisi kaç J’dür?
x
c) Kütle iki katına çıkarıldığında yayda depolanan esneklik
potansiyel enerjisi kaç J olur?

Çözüm:
a) Yaya asılan cismin kütlesi 2 kg olarak verildiğinden denge
durumunda F kuvvetinin büyüklüğü cismin ağırlığına eşit
y ay
olur. Bu durumda
F yay
F = G = m∙ g
y ay
F = 2∙10 -2
yay x = 2 cm = 2∙10 m
F = 20 N’dır.
yay
Bu veriler kullanıldığında (F-x) grafiği gibi çizilebilir. Grafiğin m = 2 kg
G
eğimi yay sabitine eşit olacağından
F (N)
F
k = tan a =
x
20
20
k = 2 -
$
210
k = 1000N/m olarak bulunur.
a - 2
O x $ ^ 10 mh
2
b) Yayın esneklik potansiyel enerjisi
1 2
E = $$
kx
Pyay 2
1 - 2 2
$
= $ 1000 $ ^ 210 h
2
$
$
= 500 410 4 -
1 -
$
E Pyay = 2 10 Jolarak bulunur.
c) Kütle iki katına çıkarıldığında denge durumunda F kuvveti
yay
de iki katına çıkar. Yayın uzama miktarı F kuvveti ile doğru
yay
−2
orantılı olduğundan 2 katına çıkarak 4∙10 m olur. Bu durum-
da esneklik potansiyel enerji değeri
1 2
E = $$
kx
Pyay 2
1 - 2 2
= $ 1000 $ ^ 410$ h
2
= 500 16 10$ $ 4 -
= 810J olarak bulunur.$ 1 -
Dikkat edilirse kuvvetin iki katına çıkması durumunda yayın
esneklik potansiyel enerjisi uzama miktarının karesiyle doğru
orantılı olduğundan 4 katına çıkar.

111