Mekanik
- Mekanik, materyaller üzerindeki kuvvet etkilerini ve sonuçta oluşan hareketleri inceler. Bu bilim türünde zaman temel bir rol oynar. Birinci bölümü oluşturan kinematik hareketlere sebep olan sebepleri değil, sadece hareketlerin kendisini konu eder. Bu hareketler, doğrusal,dairesel, eliptik, helezonumsu vs. olabilir. Bu yörüngelerin geometrik özellikleri bilindiğinde, kinematik katedilen mesafedeki hız ve ivme kavramlarıyla ilgilenir. İkinci bölümü oluşturan dinamik ise, bir hareketi oluşturan kuvvetleri veya kuvvetlerin sebep olduğu harekette kuvvet kavramıyla ilgilenir. Hareketsiz veya denge hali cisme uygulanan kuvvetlerin bir sonucudur: Bu problem ile de “statik” ilgilenir.
- Mekaniğin bir diğer bölümü “akışkanlar mekaniği”dir. Hidrodinamik veya hidrostatikte incelenen gaz veya sıvıların hareketleri veya denge duramjannı araştırır.
- Teorik inceleme tamamıyla matematiksel olan rasyonel mekaniği oluşturur. Rasyonel mekanik tabiatta pek bulunmayan ideal cisimlerle ilgilenir. Mesela tamamıyla rijid katı bir madde rasyonel mekaniğin konusu olduğu halde, tabiattaki bütün cisimler gerçekte az veya çok esnektir. Yaklaşık bir sonuca ulaşılmasını sağlar ve endüstrinin pratik ihtiyaçlarını karşılar. Teorik sonuçlarla, deney ile her zaman mukayese etmek gerekir. Bu yaklaşım . uygulamalı veya endüstriyel mekaniğin konusudur.
- Rasyonel bir mekanik bazı temel prensiplerden yola çıkılarak kurulur: başlangıç prensiplerinin farklı olduğu oranda mekanik sayısı da çoğalacaktır. Mesela; klasik mekanik, göğe ait mekanik, izafi mekanik, kuanta mekaniği ve dalga mekaniği rasyonel mekaniği oluşturan bölümlerdir.
- Newton mekaniği, diğer adıyla klasik mekanik üç prensip üzerine kuruludur: Bir cismin kütlesinin cismin hareketi boyunca değişmeme özelliği, etki tepki prensibi (herhangi iki A ve B cismi birbiri üzerine etkidiğinde, her zaman iki eşit ve zıt kuvvet söz konusudur) ve son olarak da, temel bir kanun üçüncü prensibi oluşturur; sükunetteki kütlesi m olan cisim F kuvveti etkisinde kaldığında, sabit V ivmeli bir hareket yapar. Bu hareketi F=mx y formülü gereğidir. Bu bağıntıda söz konusu olan sükunet prensibi veya Galilee‘nin eski prensibidir. F sıfıra eşit olduğunda, V ivmesi de sıfır olacaktır, yani hız sabit olacaktır. Sonuç olarak hiçbir kuvvetin etkisinde olmayan bir cisim düzgün doğrusal bir hareket yapar(Yörüngenin eğrilmesi ancak bir diğer kuvvetin etkisiyle gerçekleşir). Tamamıyla sıfıra eşit bir kuvvete tekabül eden sükûnet (hareketsiz-”k) durumu sadece hareketin özel bir halidir.
- Gökyüzü mekaniği yıldızların, uyduların güneş etrafındaki gezegenlerin, gökyüzü cisimlerinin hareketlerinin teorik incelenmesini gerçekleştirir. Newton’un genel evrensel çekim kanunundan yararlanır. Bu kanuna göre, iki cisim birbirini kütleleriyle doğru, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılı olarak çekerler. Bu kanun astronominin her bölümünde dolaylı olarak ve tamamiyle doğrulanmıştır. Astronomlar ayın veya güneşin tutulmalarını, bu kanun yardımı ile önceden hesaplayabilmektedirler.
- İki gök cisminin karşılıklı etkilerinin hesabı ve hareketlerinin belirlenmesi kolaydır. Ancak iki yerine üç gökcismi sözkonusu olduğu durumda mesele bu kadar basit değildir. Bu, astronomide ünlü “üç cisim” problemini oluşturur. Burada ancak yaklaşık çözümler söz konusu olmaktadır. Oysa, uzayda üç cisimden çok daha fazla sayıda cisim vardır. Uzaydaki bütün gök cisimlerinin birbirleri üzerine etkileri vardır. Mesele, sarsım yani düzensizlik hesaplamalarıyla Le Verrier, Uranüs’ün hareketlerinde ortaya çıkardığı sarsımların sinyaliyle yeni bir gezegen olan Neptün’ü keşfetmiştir. Gökyüzü mekaniği ayrıca dünyanın kendine özgü hareketlerini de inceler. Bunlar gelgit olayları, ekinoks (gündönümü) presesyonlan.. .dır.
- Nevvton‘un klasik mekaniği bütün cisimlerin hızlarının ışık hızı olan saniyede 3000 kilometre yanında ikmal edilebileceğinden tamamiyle doğru sonuçlar vermektedir. Bu durum uzaktaki gezegenlerde de söz konusudur.
- Çok yüksek hızlarda olabilecek olayları ortaya çıkarmak için Einstein klasik model yerine bağıl (rölativist) mekaniği ortaya koymuştur. Zaman kavramı uzaydan ayrı düşünülmeyip, ikisi sanki bir amalgam oluşturuyormuş gibi kabul edilir. Bir fenomenin süresi her gözlemci için değişiktir. Bu süre gözlemcinin yeri ve hızına bağlı olarak farklılık gösterir. Yani zaman uzaya bağlı olarak kabul edilir. Bu teorinin temel prensipleri, ışık hızının sabitliği ve sükunet kütlesinin hız ve değişebilirliğidir. Bir cismin hızının fazla olduğu oranda, hareketim hızlandırmak o denli güç olacaktır ve hiçbir cisim ışık hızını geçen bir hıza erişemez.
- Bu mekanik ile hızlan saniyede onbinlerce kilometreye erişen çok hızlı tanecikler olan elektronların hareketleri belirlenebilmektedir. Bu mekaniğin “sonuçlan” ilgi çekicidir. Bir ışık ışını sanki ağırlığı varmış gibi güneş etrafından saptırılabilir. Hareket hâlindeki bir çubuğun ekseninin boyu, hareketsiz bir gözlemci için, bu çubuğa bağlı gözlemciden daha kısa görünecektir. “Langevin Yolcusu” 10 yıl sonunda başlangıç noktasına geri dönmek için saniyede 240.000 kilometrelik hız yapmaktadır. Oysa bu başlangıç noktasındaki gözlemci ancak 6 yıl yaşlanmıştır. Uzay zaman alaşımında zaman içinde “kısa kesebilmek” mümkündür. Bu teori, Newton’un evrensel çekim kanununu basit bir sükunet kuvveti olarak kabul eder. Bununla Einstein ünlü sonucuna ulaşmıştır. Madde çok fazla yoğunlaştırılmış bir enerji türüdür ve 1 kilogram ağırlık 9 milyar x milyar joule enerjiyi içerir.
- Şimdiye kadar gördüğümüz mekaniklerin hiçbiri atom ölçeğine erişememiştir. 1900 yılında Max Planc kuantum kavramını (kuanta mekaniği) ortaya atmıştır. Hareketler bizim ölçeğimizle gözlenemeyen sarsıntılar şeklinde oluşur. Bir yanda da hem .dalgalar hem de korpüsküler özellik gösteren fenomenleri açığa çıkarmak için Louis de Broglie hareket halindeki her taneciğe bir dalga eşlik ettiren “dalga mekaniği”ni ortaya koymuştur. Bütün bu modern; teoriler, gelişmiş bir matematik aygıtını gerektirmektedir.
- Bu sonuçlar fizik kanunlarının tekrar gözden geçirilme gereğini ortaya koymuştur. Bilim adamlan önceki kanunlardan yararlanarak, yeni doğal fenomenleri açıklayan yeni formüller geliştirmişlerdir. Mekaniğin tarihçesi yeni başlamış olarak kabul edilebilir.
Şu Sayfamız Çok Beğenildi
Son 10 yıl Çıkmış DGS Soruları ve Cevapları
Yorumlar
Henüz yorum yapılmamış.