▷ Merkezcil ivme (veya normal ivme)

Bu makale fizikte merkezcil ivmenin (veya normal ivmenin) ne olduğunu açıklamaktadır. Benzer şekilde, kavramı daha iyi anlamak için merkezcil ivmeyi nasıl hesaplayacağınızı ve çözülmüş bir alıştırmayı keşfedeceksiniz.

Merkezcil ivme (veya normal ivme) nedir?

Normal ivme veya radyal ivme olarak da adlandırılan merkezcil ivme , dairesel bir hareketi tanımlayan bir cismin hızının yönünde değişikliğe neden olan ivmedir. Merkezcil ivme, hareket eden cismin hızına diktir ve dairesel hareketin merkezine doğru işaret eder.

Bu nedenle merkezcil ivme, dairesel harekete neden olan hareketli bir cismin ivmesinin vektör bileşenidir. Çünkü eğer cismin merkezcil ivmesi olmasaydı cisim düz bir çizgide ilerlemeye devam eder ve dolayısıyla dönmezdi.

Genel olarak merkezcil ivme _ac sembolüyle temsil edilir, ancak _an (normal ivme için) veya _at (radyal ivme için) sembolü de kullanılabilir.

Teğetsel ivme ( _at ) ve merkezcil ivme ( _ac ), düzgün olmayan bir dairesel hareketi tanımlayan bir mobilin ivmesinin iki vektör bileşenidir. Teğetsel ivme dairesel hareket yoluna teğettir, merkezcil ivme ise dairesel yolun merkezine doğru işaret eder. Aşağıda teğetsel ivme ile merkezcil ivme arasındaki farkların neler olduğunu detaylı olarak göreceğiz.

Kısacası, eğer bir cisim dairesel bir hareketi tanımlıyorsa, bu onun merkezcil bir ivmeye sahip olduğu anlamına gelir, çünkü hızın yönünü değiştiren ivmenin bileşenidir ve dolayısıyla cismin eğrisel bir hareketi tanımlamasının nedenidir.

Merkezcil ivme formülü

Düzgün dairesel harekette, merkezcil ivme (veya normal ivme), teğetsel hızın karesinin yörüngenin yarıçapına bölünmesine eşittir. Merkezcil ivme, açısal hızın karesinin yörüngenin yarıçapıyla çarpılmasıyla da hesaplanabilir.

Bu nedenle, merkezcil ivmeyi (veya normal ivmeyi) hesaplama formülü şöyledir:

merkezcil ivme, normal ivme veya radyal ivme formülü

Altın:

$a_c$

merkezcil ivmedir (veya normal ivmedir).
$v$

teğetsel hızdır.
$r$

dairesel hareket yolunun yarıçapıdır.
$\omega$

açısal hızdır.

Merkezcil ivme (veya normal ivme), uzunluk birimlerinin zaman birimlerinin karesine bölünmesiyle ifade edilir. Bu nedenle, Uluslararası Sistemde (SI) merkezcil ivmenin birimi metrenin saniye kareye bölünmesidir (m/s ² ).

Merkezcil ivmeyi hesaplama örneği

Artık merkezcil ivmenin tanımını ve formülünü bildiğimize göre, bu tür ivmenin nasıl hesaplandığına dair somut bir örnek görelim.

Bir hareketli, 2 rad/s’lik açısal hıza ve 6 m’lik bir eğrilik yarıçapına sahip düzgün bir dairesel hareketi tanımlamaktadır. Mobilin merkezcil ivmesi nedir?

Merkezcil ivmeyi bulmak için yukarıdaki bölümde açıklanan formülü kullanmamız gerekir:

$a_c=\omega^2 \cdot r$

Böylece verileri formüle yerleştirip merkezcil ivmeyi hesaplıyoruz:

$a_c=2^2 \cdot 6=24\ \cfrac{m}{s^2}$

merkezcil ivme ve teğetsel ivme

Bu bölümde merkezcil ivme ile teğetsel ivme arasındaki farkı göreceğiz çünkü bunlar dairesel hareket gerçekleştiren bir cismin ivmesinin iki temel bileşenidir.

Teğetsel ivme , dairesel bir hareketin yörüngesine teğet olan ivmedir ve dairesel bir hareket gerçekleştiren bir cismin teğetsel hızındaki değişimin nedenidir.

Merkezcil ivme ile teğetsel ivme arasındaki fark , merkezcil ivmenin, dairesel bir hareketi tanımlayan hareketli cismin hızının yönünü değiştirmesi, teğetsel ivmenin ise hareket hızının büyüklüğünü değiştirmesidir. .

Ek olarak, teğetsel ivme dairesel yola teğettir, ancak merkezcil ivme dairesel yolun merkezine doğru işaret eder. Merkezcil ivme ve teğetsel ivme bu nedenle diktir.

Düzgün dairesel harekette hareketlinin yön değiştirdiği için merkezcil ivmeye sahip olduğunu, ancak açısal hız sabit olduğundan teğetsel ivmeye sahip olmadığını ve dolayısıyla teğetsel hızın genliğinin de sabit olduğunu unutmayın.

➤ Bakınız: Teğetsel ivme (veya doğrusal ivme)

Merkezcil ivme ve merkezcil kuvvet

Merkezcil kuvvet , dairesel bir hareket izleyen ve dairesel yolun merkezine doğru yönlendirilen bir cisme etki eden kuvvettir. Bu nedenle merkezcil kuvvet, cismin yönünü değiştirmesine neden olan ve eğrisel bir hareketi tanımlayan kuvvettir.

Merkezcil kuvvet, merkezcil ivmeden hesaplanır, daha kesin olarak, merkezcil kuvvetin modülü, merkezcil ivmenin hareketli cismin kütlesiyle çarpımına eşdeğerdir.

$F_c=m\cdot a_c$

Altın:

$F_c$

merkezcil kuvvettir.
$m$

dairesel bir hareket sonrasında vücudun kütlesidir.
$a_c$

merkezcil ivmedir (veya normal ivmedir).

Merkezcil kuvvet vektörü, merkezcil ivme vektörüyle aynı yöne ve yöne sahiptir, dolayısıyla yönü teğetsel hıza diktir ve yönü dairesel yolun merkezine doğrudur.

merkezcil ivme ve merkezkaç ivme

Son olarak, merkezcil ivmenin merkezkaç ivmeden ne kadar farklı olduğunu göreceğiz, çünkü bunlar sıklıkla karıştırılır ve iki farklı ivme türüdür.

Santrifüj ivme , dönen bir referans sisteminden bir cismin hareketi incelenirken ortaya çıkan hayali bir ivmedir.

Merkezcil ivme ile merkezkaç ivme arasındaki fark , merkezcil ivmenin, bir cisim dairesel bir hareket yaptığında ortaya çıkan gerçek bir ivme olması, merkezkaç ivmesinin ise dönüşteki sistem referansında kullanılan hayali bir ivme olmasıdır.