Eylemsizlik Nedir, Nelere Bağlıdır?
Soru: Eylemsizlik nedir, nelere bağlıdır?
Kısa Cevap: Eylemsizlik, bir cismin durgunluk veya sabit hızlı doğrusal hareket durumunu koruma eğilimidir. Klasik mekanikte cismin öteleme hareketindeki eylemsizliğinin ölçüsü kütlesidir. Kütle arttıkça eylemsizlik artar.
Detaylı Cevap: Newton’ın birinci hareket yasasına göre eylemsiz bir referans sisteminde, üzerine etki eden net dış kuvvet sıfır olan cisim duruyorsa durmaya, hareket ediyorsa sabit hızla doğrusal hareket etmeye devam eder. Cismin hızını değiştirmek için net kuvvet gerekir. Aynı net kuvvet uygulandığında kütlesi büyük olan cismin ivmesi daha küçük olur.
Eylemsizlik Yasası Ne Söyler?
Eylemsizlik yasası, Newton’ın birinci hareket yasasıdır. Bu yasada önemli olan, cisme hiç kuvvet uygulanmaması değil, uygulanan dış kuvvetlerin bileşkesinin sıfır olmasıdır.
Örneğin masanın üzerinde duran bir kitaba ağırlık ve masanın normal kuvveti etki eder. Bu kuvvetler birbirini dengelediğinde kitap durmaya devam eder. Dolayısıyla net kuvvetin sıfır olması, hiçbir kuvvetin bulunmadığı anlamına gelmez.
Eylemsizlik Kütleye mi, Hıza mı Bağlıdır?
Klasik mekanikte öteleme hareketi için eylemsizliğin ölçüsü kütledir. Aynı kütleli iki cismin hızları farklı olsa da eylemsizlikleri aynıdır. Hız, momentum ve kinetik enerji hesaplarını etkiler; eylemsizlikle karıştırılmamalıdır.
Boş ve dolu alışveriş arabalarına aynı yatay net kuvvet uygulandığında dolu arabanın ivmesi daha küçük olur. Bunun nedeni dolu arabanın kütlesinin ve dolayısıyla eylemsizliğinin daha büyük olmasıdır.
Günlük Hayattan Eylemsizlik Örnekleri
Otobüsün fren yapması: Araç yavaşlarken yolcunun vücudu önceki hareketini sürdürme eğilimi gösterir. Bu nedenle yolcu, araca göre öne doğru hareket edebilir. Emniyet kemeri kullanmanın önemi bu örnekle açıklanabilir.
Aracın hızlanması: Araç ileri doğru hızlanırken yolcunun vücudu önceki hareket durumunu koruma eğilimindedir. Koltuk, yolcuya ileri yönlü kuvvet uygulayarak onu araçla birlikte hızlandırır.
Kartonun üzerinden paranın düşmesi: Bardağın üzerindeki karton hızla çekildiğinde paraya etki eden yatay sürtünmenin etkisi kısa sürer. Para yatayda çok az yer değiştirir; desteği kalkınca ağırlığı nedeniyle bardağa düşer. Bu olay madeni para ve kartonla yapılan eylemsizlik deneylerinde incelenir.
Eylemsizlikle İlgili Örnek Soru
Soru: Kütleleri 2 kg ve 6 kg olan iki cisme ayrı ayrı aynı yönde 12 N net kuvvet uygulanıyor. İvmeleri kaçtır ve hangisinin eylemsizliği daha büyüktür?
Kısa Cevap: İvmeler sırasıyla 6 m/s2 ve 2 m/s2 olur. 6 kg’lık cismin eylemsizliği daha büyüktür.
Çözüm: Newton’ın ikinci yasası a = Fnet / m biçiminde yazılır. Birinci cisim için a = 12 / 2 = 6 m/s2, ikinci cisim için a = 12 / 6 = 2 m/s2 bulunur. Aynı net kuvvet altında kütlesi büyük olan cismin hızı daha yavaş değişir.
Açıklamalar ve Örnek Cevaplar
Hayır. Eylemsizlik, cismin hareket durumundaki değişime karşı gösterdiği direnci ifade eden bir özelliktir; ayrı bir etkileşim kuvveti değildir.
Evet. Kütlesi olan bir cismin dururken de hareket ederken de eylemsizliği vardır.
Hayır. Eylemsiz referans sisteminde sabit hızlı doğrusal hareket için net kuvvet sıfırdır. Net kuvvet, hızın büyüklüğünü veya yönünü değiştirmek için gerekir.
Diğer etkinliklerin ve alıştırmaların çözümlerine 11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları MEB Yayınları sayfasından ulaşabilirsiniz.