▷ Hızlanma

Bu makale fizikte ivmenin ne olduğunu açıklıyor. Böylece fizikte ivmenin anlamını, bir cismin ivmesinin nasıl hesaplanacağını, ivme örneklerini ve ivmeyle ilgili diğer fizik kavramlarını bulacaksınız.

Hızlanma nedir?

İvme , bir cismin birim zamandaki hızındaki değişimi gösteren bir niceliktir. Fizikte ivme, hızdaki artışın zamandaki artışa oranı olarak tanımlanır.

İvme, hem hızın büyüklüğündeki hem de yönündeki bir değişiklikten kaynaklanabilir. Yani hızlanan bir cisim, daha hızlı hareket ettiği veya yön değiştirdiği anlamına gelir.

Örneğin hareket eden bir cismin ivmesi 1 m/ ^s2 ise bu, cismin her saniyede 1 m/s daha hızlı hareket edeceği anlamına gelir. Yani t=5 s zamanında hızı 3 m/s ise, t=6 s zamanında hızı 4 m/s olacaktır.

İvmenin vektörel bir nicelik olduğunu, dolayısıyla fizikte bir vektörle temsil edildiğini unutmayın. Bu, ivmenin bir anlamı ve yönü olduğu anlamına gelir:

İvme hızla aynı yön ve yöne sahipse, vücut giderek daha hızlı hareket edecektir.
İvme, hızla aynı yöndeyse ancak yönleri zıtsa, vücut durana, hatta geriye gidene kadar giderek daha yavaş gidecektir.
Eğer ivme hızdan farklı bir yöne sahipse cisim yön değiştirecektir.

Genel olarak fizikte ivmenin sembolü a harfidir.

ivme formülü

İvme, hızdaki değişimin (Δv) zamandaki değişime (Δt) bölünmesine eşittir. Bu nedenle fizikte bir cismin ivmesini hesaplamak için son ve başlangıç hızı arasındaki farkın son ve başlangıç anı arasındaki farka bölünmesi gerekir (a = Δv/Δt).

Bu nedenle fizikte ivmeyi hesaplama formülü aşağıdaki gibidir:

Altın:

$a$

ivmedir.
$\Delta v$

hız artışıdır.
$\Delta t$

zamansal değişimdir.
$v_f$

son hızdır.
$v_i$

başlangıç hızıdır.
$t_f$

son anımızdır.
$t_i$

başlangıç anıdır.

Hızlanma, hız birimlerinin zaman birimlerine bölünmesiyle ifade edilir. Bu nedenle Uluslararası Sistemde (SI) ivme birimi metrenin saniyenin karesine bölümüdür (m/s ² ).

Bir mobilin ivmesinin değeri aşağıdaki şekilde yorumlanmalıdır:

a>0 : İvme pozitif ise hızın zamanla arttığı anlamına gelir.
a<0 : İvme negatif ise hızın zamanla azaldığı anlamına gelir.
a=0 : İvme sıfır ise hızın zaman içinde sabit olduğu anlamına gelir.

➤ Bakınız: Hız Formülü

Hızlanma Örnekleri

Artık ivmenin tanımını ve formülünün ne olduğunu bildiğimize göre, kavramı daha iyi anlamak için günlük hayattaki ivme değerlerinin birkaç örneğine bakalım.

Yolcuların bulunduğu bir asansörün hızlanması: 1 m/s ²
Bir bisikletçinin ivmelenmesi: 1,7 m/s ²
Bir yarış arabasının hızlanması: 8-9 m/s ²
Yer çekimine bağlı ivme: 9,81 m/s ²
Paraşüt açarken frenleme ivmesi: 30 m/s ²
Uzay aracı fırlatma ivmesi: 40-60 m/s ²
İçten yanmalı bir motorun pistonunun hızlanması: 300 m/s ²

Ortalama hızlanma ve anlık hızlanma

Bu bölümde ortalama ivme ile anlık ivme arasındaki farkı göreceğiz çünkü bunlar fizikte sıklıkla kullanılan iki farklı ivme türüdür.

Ortalama ivme , hareket eden bir cismin yol boyunca sabit bir ivmeyle hareket etmesi durumunda kat edeceği ivmedir. Ortalama ivme, hızdaki değişimin geçen zaman aralığına bölünmesiyle hesaplanır.

$a_m=\cfrac{\Delta v}{\Delta t}=\cfrac{v_f-v_i}{t_f-t_i}$

➤ Bakınız: Ortalama hızlanma ile ilgili çözülmüş egzersiz

Öte yandan anlık ivme , bir cismin belirli bir anda sahip olduğu ivmedir, dolayısıyla bir cismin anlık ivmesi her an değişebilir. Matematiksel olarak anlık ivme, zaman aralığı sıfıra yaklaşırken ortalama ivmenin sınırı olarak tanımlanır:

$\displaystyle \vv{a_i}=\lim_{\Delta t\to 0}\vv{a_m}=\lim_{\Delta t\to 0}\frac{\Delta \vv{v_i}}{\ Delta t}=\frac{d\vv{v_i}}{dt}$

➤ Bakınız: Anlık hızlanma ile ilgili çözülmüş egzersiz

Hızlanmanın içsel bileşenleri

Daha sonra ivmenin esas bileşenlerinin ne olduğunu ve bu vektör bileşenlerinin her birinin amacının ne olduğunu göreceğiz.

İvme iki temel bileşenden oluşur: teğetsel ivme ( _at ) ve normal ivme (a _c ).

Teğetsel ivme (veya doğrusal ivme) : Bu, hız modülünü değiştiren ivmenin bileşenidir. Teğetsel ivme mobilin yörüngesine teğettir.
Merkezcil ivme (veya normal ivme) : Bu, hızın yönünü değiştiren ivme bileşenidir. Merkezcil ivme, hareket eden cismin hızına diktir.

➤ Bakınız: Teğetsel ivme (veya doğrusal ivme)
➤ Bakınız: Merkezcil ivme (veya normal ivme)

Dolayısıyla ivmenin genliği, içsel bileşenlerinin karelerinin toplamının kareköküne eşittir:

$|\vv{a}|=\sqrt{a_t^2+a_c^2}$

Örneğin, düzgün olmayan bir dairesel hareketi tanımlayan bir cisim, hızı modülü ve yönü değiştirdiğinden hem teğetsel ivme hem de merkezcil ivme sergiler.

➤ Bakınız: Dairesel hareket nedir?

Hızlanma ve güç

Son olarak ivme ve kuvvet arasındaki ilişkinin ne olduğunu göreceğiz çünkü bunlar matematiksel olarak ilişkili iki fiziksel kavramdır.

Bir cisme uygulanan kuvvet, cismin kütlesi ile söz konusu cismin yaşadığı ivmenin çarpımına eşittir.

$F=m\cdot a$

Kısaca kuvvet ve ivme arasında doğru orantılı bir ilişki vardır. Yani bir cismin ivmesi ne kadar büyükse ona uygulanan kuvvet de o kadar büyük olur.

Hızlanma (fizik)