Sarkaç nedir?

Ağırlık merkezinin üstündeki bir noktadan asılmış bulunan ve denge durumundan biraz ayrıldıktan sonra serbest bırakıldığı halde bir salınım hareketi yapmaya koyulan cisme verilen addır. Teorik olarak düzenli salınımların hiç bir zaman durmaması gerekir. Ama, sürtünme yüzünden salınımlar gitgide yavaşlayıp durur. Sarkacın salınımı zaman bakımından düzenlidir. Bu düzenlilikten yararlanılarak zaman ölçme işinde kullanılır.

Sabit bir noktadan asılı bir kütleden oluşan ve belli bir periyotla salınan aygıt. Birçok çeşidi vardır. "Basit sarkaç", ince bir tel ya da iple asılmış küçük bir kütleden oluşur. Telin uzunluğu l, yerçekimi ivmesi g ise, küçük (5° lik) salınımlar için sarkacın periyodu (T), T = 2 ¹ B l/g formülüyle bulunur. Öyle ki, sarkacın hareketi kütlenin büyüklüğüne ve cinsine bağlı değildir. Sarkaç kütlesinin yatay bir çember çizecek biçimde salınması halinde "konik sarkaç" söz konusudur.

Küçük yarıçaplar için konik sarkacın periyodu, basit sarkacınki gibidir. Basit sarkaçtan, sarkaçlı duvar saatlerinde yararlanılır. Kütle merkezinden geçmeyen bir eksen çevresinde salınan bir cisimden oluşan sarkaç ise "bileşik sarkaç" (tersinir sarkaç) olarak adlandırılır. Bileşik sarkaçta sarkacı aynı periyotla salındıran iki eksen vardır. Bu eksenler arasındaki uzaklık, periyotlu basit bir sarkacın uzunluğuna eşittir ve cismin kütle merkezi bu eksenler arasında ve onlarla aynı düzlem içinde yer alır.

Bileşik sarkaçlar, yerçekimi ivmesinin ölçülmesinde kullanılır. Düşey bir çubuk üzerinde kayıcı iki kütleden oluşan "Kater sarkacı" laboratuvarda bu amaçla kullanılır. Dönme ekseni düşey olarak seçilen bileşik sarkaçlar "yatay sarkaç" olarak adlandırılır. Yatay sarkaç, yerçekimi kuvvetinin yönünde zamana bağlı olarak meydana gelen değişimi bulmaya yarar. Sismografın da temelini yatay sarkaçlar oluşturur.

Sarkaç bir ipin bir ucuna rahatlikla sallanabilecek sekilde baglanilan bir kutle ile olusturulan duzenektir. Duzenek yerçekim kuvveti yuzunden denge konumunu muhafaza etmeye meyillidir. Kutle denge konumundan alindiginda yercekimi kuvveti tarafindan denge noktasina getirilmek uzere hizlandirilacaktir ve bu da denge noktasi etrafinda bir salınıma yol acar.

Sarkacin bu duzgun salinim hareketi bunun zaman olcmek icin kullanilabilmesini saglar ve sarkaçlı saatler bu ilkeye gore calisir. Fransız fizikci Foucault, Foucault sarkacı adi ile anilan kurgusal bir sarkac yardimi ile dunyanin kendi ekseni etrafinda dondugunun kanitlanabilecegini ongormustur. Daha sonra da oldukca buyuk bir sarkac yardimi ile ilk kez dunyanin kendi ekseni etrafinda dondugunu gozler onune sermistir.

Başlıca sarkaç tipleri

1. Basit sarkaç,
2. Bileşik sarkaç (Fizik sarkaç),
3. Burulma sarkacı,
4. Dairesel sarkaç,
5. Esnek sarkaç,
6. Balistik sarkaç,
7. Manyetik sarkaç.

Basit sarkaç: Kütlesi ihmal edilebilecek kadar küçük olan bir katı çubuğun veya ipin ucuna küresel veya geometrik bir katı cisim bağlanır ve katı cismin ağırlık merkezinden belli uzaktaki bir nokta veya eksen etrafında salındırılırsa basit bir sarkaç meydana gelir. Salınan katı cismin bir küre olduğunu farz edersek kürenin bir gidip-gelme süresine sarkacın peryodu denir. Yapılan deney ve matematik hesap neticesinde anlaşılmıştır ki, basit sarkacın peryodu kürenin ağırlığına bağlı değildir. Çubuğun boyunun (l) karekökü ile doğru, (g) yerçekimi ivmesinin karekökü ile ters orantılıdır.

Yani peryot: T= 2??l/g’dir. Saniyeleri vuran bir saat sarkacının peryodu 2 sn’dir. Çünkü peryot bir gidip gelme olduğuna göre, saat sarkacının gidişi ve gelişi birer sn olduğundan, toplamı 2 sn olur. Sarkaçlı saat geri kalıyorsa sarkaç boyu kısaltılır, dolayısiyle peryot küçültülür. İleri gidiyorsa sarkaç boyu uzatılır, yani peryot büyütülerek ayar yapılmış olur. Basit sarkacın en önemli tatbik yeri yerçekimi ivmesinin tespitidir.

Bileşik (fizik) sarkaç: Herhangi bir biçimde olan katı cisim 0 ağırlık merkezinden h kadar uzaktaki bir a noktasından eksene takılır ve salındırılırsa bir bileşik sarkaç elde edilmiş olur. Katı cismi 0 ve 0’ noktaları arasında salınır. Denge hali B noktasında gerçekleşir.

Burulma sarkacı: Daha çok ince metal tele asılmış katı cisimden meydana gelir. Bu telin burulması sonucunda salınımlar ortaya çıkar. Salınım peryodu T= 2?.?I/k’dır. I, salınım eksenine göre katı cismin eylemsizlik momenti, k ise telin burulma sabitidir.

Dairesel sarkaç: Sabit bir kürenin iç yüzeyinde sürtünmeksizin kayabilen maddi bir noktadan meydana gelir. Bu maddi nokta kürenin merkezinden geçen düşey düzlemde salınım hareketi yaparak çemberin bir parçasını (AB) çizer. Kürenin 0A yarıçapı l ile gösterilirse salınım peryodu basit sarkaçta olduğu gibi: T= 2??l/g’dir.

Esnek sarkaç: Bir ağırlıkla salınan helezon yaydır. Salınım peryodu: T= 2??m/k’dır. m yayın ucuna asılan katı cismin kütlesi, k da yayın kuvvet sabitidir.

Balistik sarkaç: Mermilerin hızını ölçmekte kullanılan, çelik çubuklar yardımıyla bir eksene takılmış kesik koni biçiminde bir hedeften müteşekkil alet. Mermi hedefe çarpınca sarkaç geri istikamette hareket yapar. Geri gelme açısı ölçülerek merminin hızı hesaplanır.

Manyetik Sarkaç: Burulmaz bir ipliğe asılan ve yer manyetik alanının veya düzgün bir manyetik alan tesiriyle yatay bir düzlem içinde salınan manyetik (mıknatıslı) bir çubuktan müteşekkildir. Küçük genlikli salınımlar için peryot: T= 2??I/µ. B’dir. Formülde I salınım eksenine göre mıknatıslı çubuğun atalet momenti, µ ise manyetik momenti, B manyetik indüklemenin yatay bileşimini gösterir.

Sözlükte "sarkaç" ne demek?

1. Durağan bir nokta çevresinde kendi ağırlığının etkisiyle salınım yapan devingen katı cisim, rakkas, pandül.

Sarkaç kelimesinin ingilizcesi

n. pendulum

Son eklenenler

opu
npn
upc

Yorumlar

Bu sayfa ait yorum bulunamadı. İlk yorum yapan siz olun.

Yorum ekle

Vazgeç