Page 16 - Fen Lisesi Fizik 12 | 1. Ünite

1.

ÜNİTE 1.1. DÜZGÜN ÇEMBERSEL HAREKET
1.1. DÜZGÜN ÇEMBERSEL HAREKET

A
Düşey düzlemde düzgün çembersel hareket yapan
bir cisme etki eden kuvvetler Şekil 1.1.12’de gös- G
terilmiştir. Cisim A noktasındayken ipteki gerilme T 1
kuvveti ve cismin ağırlığının toplamı merkezcil kuv- r
vet olacaktır. Bu noktada ipteki gerilme kuvveti en
küçük değerini alır. Merkezcil kuvvetin büyüklüğü B T 2 r
şöyle ifade edilir: O

F m = T + G G r
1
T
Cisim B noktasındayken merkezcil kuvvet sadece " 3
ipteki gerilme kuvveti olur. Merkezcil kuvvetin bü- "
yüklüğü şöyle ifade edilir: C
F = T 2 G
m
Şekil 1.1.12: Düşey düzlemde kuvvetlerin gösterimi
Cisim C noktasındayken ipteki gerilme kuvvetinin
büyüklüğü ve cismin ağırlığı zıt vektörler olduğun-
dan büyüklük olarak farkları merkezcil kuvvete eşit
olur. İpteki gerilme kuvveti, cisim C noktasındayken D
en büyük değerini alır. Merkezcil kuvvetin büyüklü- G.sinα α
ğü şöyle ifade edilir: r T G
F m = T - G 4
3 α
Şekil 1.1.13'te görüldüğü gibi ip çemberin merkezi α O
32 ile yatayda bir açı yaptığında merkezcil kuvvet bü- r "
yüklüğü, ağırlık büyüklüğünün sinüs bileşeni kulla- T 5
nılarak bulunur. Cisim D noktasındayken merkezcil E
kuvvetin büyüklüğü şu şekilde ifade edilir: G.sinα α
F m = T + G.sinα G
4
Cisim E noktasındayken merkezcil kuvvet büyüklü- Şekil 1.1.13: Düşey düzlemde kuvvetlerin gösterimi
ğü şu şekilde ifade edilir:
F m = T 5 - G.sinα

Lunapark hız trenindeki hareket, düşey düzlemde
gerçekleşir ve hız büyüklüğü sürekli değişir. Hızın G
G N 1
değişmesi merkezcil kuvveti de değiştirir. Merkezcil
kuvvet, trenin toplam ağırlığı ve zeminin tepki kuv- r
vetine bağlı olarak değişir. Şekil 1.1.14’te kuvvetle- O
rin serbest çizim diyagramı gösterilmiştir. Tren üst
noktada iken merkezcil kuvvetin büyüklüğü şu şekil- r
de ifade edilir:
F m = N1 + G G N 2

Tren alt noktada iken merkezcil kuvvet en küçük de-
ğerini alır ve merkezcil kuvvetin büyüklüğü, N ve G
2
zıt vektörler olduğu için tepki kuvveti büyüklüğün- G
den ağırlık büyüklüğünün çıkarılmasıyla bulunur.
Şekil 1.1.14: Lunapark hız trenine etki eden kuvvetlerin
F m = N - G serbest çizim diyagramı
2