Basit Harmonik Hareket Soru Çözümleri Hocalara Geldik

Basit Harmonik Harekette Konumun Zamana Göre Değişimi

Hareket hâlindeki cisimlerin zamana bağlı konum grafikleri doğrusal ya da eğrisel olabilir. Doğrusal bir eksen üzerinde sabit hızla hareket eden cisimlerin konum-zaman grafiğinin doğrusal, ivmeli hareket yapan cisimlerin konum-zaman grafiğinin eğrisel olduğu öğrenilmişti. Basit harmonik hareket yapan cisimlerin ise konumunun zamana göre değişiminin nasıl olduğunu incelemek için “Basit harmonik harekette konumun zamana göre değişimi” deneyini yapınız.

“Basit harmonik harekette konumun zamana göre değişimi” deneyinde yarıklı kütleye takılan kalemin ucunun kâğıt üzerinde çizdiği şeklin bir sinüs eğrisi olduğu görülmektedir. Yarıklı kütlenin t = 0 anında denge noktasında olduğu kabul edilirse A genliği ile basit harmonik hareket yapan cismin konumunun zamana göre değişim grafiği Şekil 2.8’deki gibidir.

Basit Harmonik Harekette Kuvvet, Hız ve İvmenin Konuma Göre Değişimi

Geri Çağırıcı Kuvvetin Konuma Göre Değişimi

Bir cismin basit harmonik hareket yapmasını sağlayan kuvvete geri çağırıcı kuvvet denildiği daha önce ifade edilmişti. m kütleli bir cisme r yarıçaplı yörüngede, sabit büyüklükteki j hızıyla düşey düzlemde düzgün çembersel hareket yaptırılırsa (Şekil 2.10: a) bu cismin, yatay düzlemdeki iz düşümü K’ ve L’ noktaları arasında basit harmonik hareket yapar (Şekil 2.10: b). Cismin yatay düzlemde basit harmonik hareket yapan iz düşümünün geri çağırıcı kuvvetinin büyüklüğü, cisme etki eden merkezcil kuvvetin (F) yatay bileşeninin büyüklüğüne (Fx) eşittir.

Böylece basit harmonik hareket yapan bir cisme etki eden geri çağırıcı kuvvetin cismin konumuna bağlı ifadesi elde edilir. Düzgün çembersel hareket yapan bir cisme etki eden merkezcil kuvvetin yönü, hareketin yörünge merkezine yönelmiştir. Basit harmonik hareket yapan cisme etki eden geri çağırıcı kuvvetin yönü de daima denge konumuna doğrudur. Bu sebeple basit harmonik hareket yapan bir cismin konum vektörüyle geri çağırıcı kuvvet vektörü daima birbi- rine zıt yönlüdür.

Yaylar; araba akslarında, koltuk ve yatak döşemelerinde, parklarda ve daha birçok alanda kullanılmaktadır. Arabalarda ve motosikletlerde kullanılan yaylar oluşabilecek titreşimleri en aza indirgemek için kullanılır (Görsel 2.5). Yaylı yatak sistemlerinde tellerin yapıldığı maddenin cinsi, bağlanma şekli ve sertliği yatakların konforu ile kalitesini belirleyen önemli özelliklerdir (Görsel 2.6). Yay sabiti, yayın yapıldığı maddenin cinsine, kalınlığına ve boyuna bağlıdır. Aynı yaydan kesilen farklı uzunluktaki yaylardan uzun olan yayın yay sabiti, kısa olan yayın yay sabitinden küçüktür. Yaylar, seri ve paralel bağlanabilir. Seri ve paralel yaylara bağlı cisimlerin titreşim periyotlarını bulmak için yayların eşdeğer yay sabiti kullanılır.