Bir lastik bandı veya lastiği belirli bir noktaya kadar gererseniz, uzar. Gerilimi bıraktığınızda, lastik orijinal uzunluğuna geri döner. Benzer şekilde, bir yayı gerdiğinizde, uzar. Gerilimi bıraktığınızda, yay orijinal uzunluğuna geri döner. Yay veya lastik bant gerildiğinde uzar ve gerilimi bıraktığınızda orijinal uzunluğuna geri döner çünkü yaylar veya lastik elastiktir. Elastik veya elastisitas Bir cismin, üzerine uygulanan kuvvet kaldırıldığında orijinal şekline geri dönebilme yeteneğidir.
Hiç sakız çiğnediniz mi? Sakızı iki elinizle çekerseniz uzar. Çekmeyi bıraktıktan sonra sakızın şekli aynı kalır veya uzunluğu orijinal haline geri dönmez. Aynı şey plastilin, kil vb. için de geçerlidir. Sakız, plastilin ve kil gibi nesnelere plastik nesneler denir. Yaylar gibi elastik nesneler de büyük bir kuvvetle çekilip elastik sınırlarını aştıklarında plastik hale gelebilirler.
Yay sağa doğru çekilirse, uzayacak ve uzunluğu artacaktır (Şekil 1). Çekme kuvveti çok büyük değilse, yayın uzunluğundaki artışın çekme kuvvetinin (F) büyüklüğüyle orantılı olduğu bulunur. Başka bir deyişle, çekme kuvveti ne kadar büyükse, yayın uzunluğundaki artış da o kadar büyük olur. Çekme kuvvetinin (F) büyüklüğünün yayın uzunluğundaki artışa oranı sabit bir değerdir.
Kuvvet (F) ile yayın uzunluğundaki artış arasındaki oran sabittir; bu durum grafiğin aynı eğimiyle gösterilir (şekil 2).
k, yayın yay sabiti veya elastikiyet katsayısıdır veya yayın esnekliğinin bir ölçüsüdür. Bu ilişki ilk olarak 1678'de Robert Hooke (1635 – 1703) tarafından gözlemlenmiştir, bu nedenle şu şekilde bilinir: Hooke yasası.
Eğer yaya uygulanan kuvvetin büyüklüğü yayın elastik sınırını aşarsa, kuvvet kaldırıldıktan sonra yayın uzunluğu orijinal haline geri dönmez. Hooke yasası yalnızca belirli bir değere kadar geçerlidir. elastik sınırBir yayın elastik limiti, yayın kalıcı olarak deforme olup orijinal uzunluğuna geri dönememesine kadar uygulanabilecek maksimum kuvvettir. Kuvvet artmaya devam ederse, yay kırılır.
Sorun örnekleri
1. 2018 Ulusal Sınav Soruları
Bir ok, yay kirişine bağlanır ve 20 N'luk bir kuvvetle geri çekilerek yay kirişi 20 cm uzatılır. Hava sürtünmesi ihmal edilir, okun kütlesi 250 gramdır, bu nedenle ok yaydan fırlatıldığında hızı nedir?
Pembahasan
Biliniyor:
Kuvvet (F) = 20 N
Uzunluktaki artış (s) = 20 cm = 0,2 m
Okun kütlesi (m) = 250 gram = 0,25 kg
Başlangıç hızı (vo) = 0 m/s
Soruldu: Okun yaydan fırlatıldığı andaki hızı.
Cevap:
İş (W) = kinetik enerjideki değişim ((ΔEK)
W = F s = (20)(0,2) = 4
EK = 1/2 m (vt2 - vo2) = 1/2 m (vt2) = 1/2 (0,25)(vt2) = 1/2 (0,25)(vt2) = 0,125 vt2
W= ΔEK
F s = 1/2 m (vt2)
4 = 0,125 vt2
4/0,125 = vt2
vt2 = 32
vt = √32
vt = √(16)(2)
vt = 4√2 m/s
