Page 24 - Fizik 11 | 1.Ünite

KUVVET VE HAREKET

Hooke Yasası
Esnek cisimler, kuvvet etkisi ile şekil değiştirip serbest bırakıldıklarında eski durumlarına geri döner. Esnek cisim-
lerin denge durumuna dönmelerinin nedeni maddeyi oluşturan tanecikler arasındaki etkileşimlerden kaynak-
lanan geri çağırıcı kuvvetlerdir. Ancak geri çağrıcı kuvvetler cismi her durumda eski hâline geri getirmez. Her
maddenin kendine özgü bir esneklik sınırı vardır. Esneklik sınırlarının aşılması durumunda cisim eski hâline dö-
nemez. Bu sınırların üzerinde uygulanan kuvvetler cisme esnekliğini kaybettirip cismin bozulmasına neden olur.

a) Tükenmez kalem içindeki yay b) Araba amortisörü

Görsel 1.10: Yay örnekleri

Esnek cisimlere örnek olarak yay verilebilir. Yaya bir kuvvet uygulandığında kuvvetin yönüne göre yayda uzama
ya da sıkışma meydana gelir. Yaydaki uzama ya da sıkışma miktarı yaya uygulanan kuvvete, yayın boyutlarına ve
yayın cinsine bağlıdır. Her yayın kendine özgü bir yay sabiti (k) vardır. Eşit büyüklükte kuvvetler uygulandığında
farklı cins yayların uzama ve sıkışma miktarını belirleyen niceliğe yay sabiti denir. Yay sabiti yayın yapıldığı mad-
denin cinsine, kullanılan telin kalınlığına, yayı oluşturan halkaların yarıçapına ve yayın uzunluğuna bağlı olarak
değişir. Örneğin bir tükenmez kalemin içinde kullanılan yayın (Görsel 1.10.a) yay sabiti küçük iken arabaların
amortisörlerinde (Görsel 1.10.b) kullanılan ya-
yın yay sabiti çok büyüktür. Yay sabiti büyük
Blok
olan yaylar sert yay, yay sabiti küçük olan yay-
lar ise yumuşak yay olarak ifade edilir.

Bir yaya kuvvet uygulandığında denge konu-
muna olan uzaklığı arttıkça yaya uygulanması
-x Denge Konumu 0 +x
gereken kuvvetin de arttığı gözlenir. Yay üze-
rinde yayı eski hâline yani denge konumuna
F uygulanan
getirmeye çalışan geri çağrıcı kuvvet oluşur.
F = -k . x 1
1
Geri çağrıcı kuvvet uygulanan kuvvete eşit bü-
yüklükte ve zıt yönlüdür (Şekil 1.47).
Bir yaydaki uzama veya sıkışma miktarı (x), uy-
-x 0 +x
gulanan kuvvet (F) ve yay sabitine (k) bağlıdır.
x 1
Bu değişkenler arasındaki ilişki F = - k ∙ x ifa-
desi ile gösterilir. Bu ifadeye Hooke (Huk) Ya-
F uygulanan
sası denir.
F = -k . x 2
2
Kuvvet ifadesindeki (-) işaretinin nedeni geri
çağrıcı kuvvet ile konum vektörünün zıt yönlü
olmasıdır.
-x 0 +x
x 2
Şekil 1.47: Denge durumundaki yaya uygulanan kuvvet sonucu meydana
gelen uzama ve sıkışma

126