Eylemsizlik Nedir, Kütleyle İlişkisi Nasıldır?
Soru: Eylemsizlik nedir ve kütle arttığında nasıl değişir?
Kısa Cevap: Eylemsizlik, cismin mevcut hızını koruma eğilimidir. Durgunluğu korumayı da kapsar. Klasik mekanikte öteleme hareketindeki eylemsizliğin ölçüsü kütledir; kütle arttıkça eylemsizlik büyür.
Detaylı Cevap: Kütlesi büyük olan bir cismin hızını aynı sürede aynı miktarda değiştirmek için daha büyük net kuvvet gerekir. Bu ilişki Fnet = m · a bağıntısıyla açıklanır. Eylemsiz referans sisteminde net dış kuvvet sıfır olduğunda cisim duruyorsa durur; hareket ediyorsa hızının büyüklüğünü ve yönünü korur.
Newton’ın Birinci Hareket Yasası
Newton’ın birinci yasası, eylemsizlik yasası olarak da bilinir. Bir cismin hızında değişiklik oluşması için sıfırdan farklı net dış kuvvet gerekir. Buradaki hız değişikliği hem süratin hem de hareket yönünün değişmesini kapsar.
Bu nedenle sabit süratle viraj alan bir aracın hareketi, net kuvvetin sıfır olduğu bir hareket değildir. Aracın yönü değiştiğinden ivmesi vardır.
Kütle Eylemsizliği Nasıl Etkiler?
Aynı net kuvvet uygulanan iki cisimden kütlesi büyük olanın ivmesi daha küçüktür. Örneğin yüklenmiş bir taşıma arabasının hızını değiştirmek, boş arabanın hızını aynı şekilde değiştirmekten daha büyük net kuvvet gerektirir.
Eylemsizlik yalnızca hareketli cisimlere ait değildir. Duran bir cismin harekete geçirilmesinde de kütlenin etkisi görülür. Kuvvet, kütle ve ivme arasındaki ilişkiyi pekiştirmek için Newton’ın hareket yasalarıyla ilgili etkinlikler incelenebilir.
Fren Yapan Araçta Yolcu Neden Öne Gider?
Yolcu ve araç başlangıçta birlikte hareket eder. Araç fren yapınca yavaşlar; yolcunun vücudu ise önceki hızını koruma eğilimi gösterir. Bu yüzden yolcu, araca göre öne doğru hareket edebilir.
Emniyet kemeri, yolcunun hızının araçla birlikte azalmasına yardımcı olan kuvveti uygular. Bu ilişki, yolculukta emniyet kemeri kullanmanın önemini açıklar.
Eylemsizlik ile Momentum Aynı Şey midir?
Hayır. Klasik mekanikte öteleme eylemsizliği kütleyle ölçülür. Momentum ise p = m · v bağıntısıyla hesaplanır; hem kütleye hem hıza bağlıdır.
Aynı kütleli iki cisim farklı hızlarla hareket ederse momentumları farklı olabilir. Buna karşılık eylemsizlikleri aynıdır.
Örnek Soru ve Çözümü
Soru: Kütleleri 3 kg ve 9 kg olan iki cismin her birine 2 m/s2 ivme kazandırılmak isteniyor. Gerekli net kuvvetler kaç N’dur?
Kısa Cevap: Gerekli net kuvvetler sırasıyla 6 N ve 18 N olur.
Çözüm: Fnet = m · a bağıntısı kullanılır. Birinci cisim için Fnet = 3 × 2 = 6 N, ikinci cisim için Fnet = 9 × 2 = 18 N bulunur. Kütlesi üç kat büyük olan cisme aynı ivmeyi kazandırmak için üç kat net kuvvet gerekir.
Diğer soruların açıklamalı çözümlerine 11. Sınıf MEB Fizik Ders Kitabı Cevapları sayfasından ulaşabilirsiniz.