Page 55 - Fizik 11 | 1.Ünite

KUVVET VE HAREKET

B) İTME

Durgun bir cismi harekete geçirmek için cisme hareket ettirilmek istenen yönde kuvvet uygulanması gerekir.
Hareket hâlindeki bir cismi durdurmak için de cisme hareket yönüne zıt yönde bir kuvvet uygulanması gerekir.
Cisim; uygulanan kuvvetin yönüne ve uygulama süresine bağlı olarak hızlanır, yavaşlar ya da tamamen durur.
Kuvvet etkisi ile hızı değişen cisimlerin de çizgisel momentumu değişir. Bu durum da belli bir süre kuvvet uygu-
lanan cisme, kuvvet uygulanan kaynaktan çizgisel momentum aktarıldığı anlamına gelir. Kuvvetin büyüklüğü
ve etki süresinin çarpımı, kuvvetin etki miktarını ifade eder. Buna itme denir. İtme, cisme ait tek başına bir özel-
lik olmayıp uygulanan kuvvetin cismin çizgisel momentumunu değiştirmesi ile ilgili bir özelliktir. İtme vektörel
bir büyüklük olup her zaman kuvvet vektörü ile aynı yönlüdür. I sembolü ile gösterilir ve SI'da birimi N.s’dir.

I = F $ tD ile ifade edilir.

C) İTME VE ÇİZGİSEL MOMENTUM ARASINDAKİ İLİŞKİ

? Newton’ın ikinci hareket yasası kullanılarak itme ve çizgisel momentum kavramları arasında

nasıl bir ilişki kurulabilir?

Boş bir market arabası, sabit kuvvet ile belli bir süre itildiğinde kolay bir şekilde hareket ettirilerek hızlandırı-
labilir. Alışveriş yapılarak doldurulan araba ise aynı süre ve aynı kuvvetle itildiğinde boş arabanın ulaştığı hıza
ulaştırılamaz. Arabayı iterek hareket ettirmek zorlaşır. Aslında arabaya her iki durumda da eşit zaman aralıkla-
rında eşit itme uygulanır. Bu itmeler, arabaya çizgisel momentum değişimi olarak aktarılır. Çizgisel momentu-
mu eşit olan cisimlerden P = m . V ifadesine göre kütlesi büyük olanın hızı küçük olur. Bu nedenle dolu market
arabasını boş olana göre hızlandırmak daha zordur. Aynı süre içinde dolu arabanın hızını, boş olan arabanın
hızına ulaştırmak için daha büyük kuvvet uygulamak gerekir. Newton’ın ikinci hareket yasasına göre kuvvet
etkisindeki cisimler, ivmeli hareket eder. Bu ifade yeniden düzenlenirse itme ile çizgisel momentum arasındaki
ilişki bulunabilir.

F = ma m $ D V olur. Eşitlik düzenlenirse
. bağıntısında ivmenin değeri yerine yazıldığında F =
D t
.
.
.
.
.
.
F Dt = m D V ( F Dt = m (V son - V ilk ) ( F Dt = m $ V son - m $ V ilk ( F Dt =P son - P ilk
I = D P olur.

Bu ifadeye göre bir cisme uygulanan itme, çizgisel momentumundaki değişime eşittir.
Bir cisme ait kuvvet-zaman grafiklerinde grafik ile yatay eksen arasında kalan alan cisme uygulanan itmeyi verir.
Alan = I = F $ tD

İtme, çizgisel momentum değişimine eşittir. Bu nedenle kuv- Kuvvet
vet-zaman grafiğinin altında kalan alan aynı zamanda cismin
çizgisel momentumundaki değişimi verir. İtme ve çizgisel
F 1
momentum kavramları vektörel büyüklükler olduğu için gra- ( + )
fiğin altındaki alanlar kullanılırken işaretlerine dikkat edilme-
lidir. Grafik ile yatay eksen arasındaki alan zaman ekseninin 0 t 2t Zaman
üstündeyse itme pozitif, altındaysa negatif alınır. Buna göre ( - )
Grafik 1.22’deki grafik için -F 2

.
.
Alan = I = F t – F t olur. Grafik 1.22: Cisme etki eden kuvvetin zamana bağlı
1
2
değişim grafiği
157
157