Online Kolej
Kayıt Ol

12. Sınıf Fizik · Ünite 1

Dönme Hareketine Karşı Direnç: Eylemsizlik Momenti

Eylemsizlik momentinin ne olduğunu ve bu özelliğin cisimlerin kütlesi ile dönme eksenine olan uzaklığına nasıl bağlı olduğunu günlük hayattan örneklerle inceliyoruz.

Kazanım FİZ.12.1.5 · 40 dk okuma

Eylemsizlik Momenti Nedir?

Düz bir yolda duran ağır bir buzdolabını iterek harekete geçirmek veya hareket halindeyken onu durdurmak oldukça zordur. Bu durum, cismin kütlesinden dolayı öteleme hareketindeki değişime karşı gösterdiği bir dirençtir. Benzer şekilde, dönen veya dönmeye zorlanan cisimler de bu harekete karşı bir direnç gösterir. Bir cismin dönme durumundaki (hızlanma veya yavaşlama) herhangi bir değişikliğe karşı gösterdiği bu dirence 'eylemsizlik momenti' adını veriyoruz.

Eylemsizlik Momentini Hangi Değişkenler Etkiler?

Bir cismi döndürmenin ne kadar zor olacağı sadece onun ne kadar ağır olduğuyla ilgili değildir. Aynı zamanda bu kütlenin uzayda, özellikle de dönme ekseni etrafında nasıl dağıldığı da büyük bir rol oynar. Bu nedenle formüllere boğulmadan iki temel değişkeni inceleyelim:

  • Cismin Kütlesi: Kütle arttıkça, tıpkı öteleme hareketinde olduğu gibi dönmeye karşı gösterilen direnç (eylemsizlik momenti) de orantılı olarak artar. Daha ağır bir tekerleği döndürmek her zaman daha zordur.
  • Yarıçap veya Uzunluk (Kütlenin Dağılımı): Kütle, dönme ekseninden (merkezden) ne kadar uzağa yerleşmişse, eylemsizlik momenti o kadar büyük olur.
Kütle merkeze yakın (Küçük Direnç)Kütle merkezden uzak (Büyük Direnç)

Günlük Hayattan Örnekler

Buz pateni yarışmalarını izlediyseniz, sporcuların kendi etrafında fırıldak gibi dönerken kollarını vücutlarına doğru çektiklerini fark etmişsinizdir. Kollarını kapattıklarında aslında kütlelerini dönme eksenine (vücutlarının merkezine) yaklaştırmış olurlar. Bu durum sporcunun eylemsizlik momentini küçültür. Dönmeye karşı direnç azaldığı için sporcunun dönme hızı aniden artar.

Bir başka ilginç örnek ise sirkteki ip cambazlarıdır. Cambazlar ip üzerinde yürürken çok uzun ve uçları ağır çubuklar taşırlar. Çubuğun uzun olması, kütlenin dönme ekseninden (cambazın vücudundan) çok uzağa taşınması demektir. Bu da sistemin eylemsizlik momentini inanılmaz derecede artırır. Cambazın eylemsizlik momenti ne kadar yüksek olursa, sağa veya sola doğru istenmeyen bir şekilde devrilmesi (dönmesi) o kadar zorlaşır ve dengede kalması kolaylaşır.

auto_awesome

Dönme Hareketine Karşı Direnç: Eylemsizlik Momenti: Alıştırma Soruları

  1. Soru 1

    1. Bir cismin dönme hareketindeki hızlanma veya yavaşlama gibi değişikliklere karşı gösterdiği dirence ne ad verilir?

  2. Soru 2

    2. Eylemsizlik momenti kavramını etkileyen temel değişkenler aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir?

  3. Soru 3

    3. Kendi ekseni etrafında kollarını açarak dönmekte olan bir buz patencisi, kollarını aniden vücuduna doğru çektiğinde eylemsizlik momenti nasıl değişir?

  4. Soru 4

    4. Eşit kütleli ve aynı yarıçapa sahip iki küreden biri içi dolu, diğeri ise sadece ince bir dış kabuktan oluşan içi boş bir küredir. Bu küreler tam merkezlerinden geçen bir eksen etrafında döndürüldüğünde hangisinin eylemsizlik momenti daha büyük olur?

  5. Soru 5

    5. Özdeş (aynı kütle ve uzunlukta) iki metal çubuktan birincisi tam ortasından, ikincisi ise en uç noktasından geçen bir eksen etrafında döndürülmek isteniyor. Hangi çubuğu döndürmeye başlamak daha zordur?

1 soru daha seni bekliyor

Ücretsiz kaydol; Dönme Hareketine Karşı Direnç: Eylemsizlik Momenti testini puanlı çöz, XP kazan ve takıldığın yeri yapay zeka öğretmenine sor.

Ücretsiz Kaydol