Skip to content Skip to navigation

Stres Yayı Yerçekimine Meydan Okuyor

Dr. Tuba Sarıgül
29/09/2016 - 17:18

Stres yayı sarmal yay şeklinde bir oyuncak. Merdiven basamaklarından inmesi en dikkat çekici “numaralarından”. Aslında çok ilginç bir özelliği daha var.

Stres yayını bir ucundan tutun ve diğer ucunu havada serbest bırakın. Yayın aşağı ve yukarı doğru salınarak uzadığını ve bir süre sonra hareketsiz kaldığını göreceksiniz. Peki, elinizde tuttuğunuz ucu bırakırsanız ne olur?

Olası birkaç senaryo aklınıza gelebilir. Örneğin stres yayının;

· alt ve üst kısımları aynı anda düşmeye başlayabilir,

· ilk olarak üst kısmı düşmeye başlayabilir ve yay tam olarak kapandıktan sonra stres yayı bütün olarak aşağı doğru hareket etmeye devam edebilir,

· ilk olarak alt kısmı düşmeye başlayabilir,

· alt kısmı yukarı doğru, üst kısmı aşağı doğru hareket edip yay kapanabilir ve sonra bütün olarak düşmeye başlayabilir.

 

 

Ne olacağını anlamak için evde bir deneme yapabilirsiniz. Ancak stres yayı çok hızlı bir şekilde hareket ettiğinden, düşerken tam olarak ne olduğunu fark edemeyebilirsiniz. Bu yüzden ağır çekim yapabilen bir kamera kullanarak kaydedilen bu video size yardımcı olabilir. Videoda düşme sürecinde stres yayının üst kısmının aşağı doğru hareket etmeye başladığını, bu sırada alt kısmının bir süre havada asılı kaldığını, yay tam olarak kapandıktan sonra ise bütün olarak aşağı doğru düştüğünü görebilirsiniz.

Stres yayı isminden de anlaşılacağı gibi bir tür yay. Kapalı haldeki stres yayını açmak için bir kuvvet uygulamak gerekir. Stres yayı bir ucundan tutulup serbest bırakıldığında yayın ağırlığının etkisiyle gerilerek uzar. Ne kadar uzayacağı kütleçekim kuvvetinin büyüklüğüne bağlıdır. Stres yayı havada asılı haldeyken yaya etki eden yerçekimi kuvveti ile gerilme kuvveti birbirini dengeler.

Bu olgunun nedenini açıklamaya yönelik çeşitli görüşler var. Bu açıklamalardan biri şu: Stres yayı çok sayıda yay sarmalının bir araya gelmesiyle oluşan bir sistem. Dolayısıyla her bir sarmala etki eden kütleçekim kuvveti birbirine eşit değil. En üstteki yay sarmalı aşağı doğru en fazla çekilen sarmal. Çünkü hem en üstteki yay sarmalının hemen altındaki yay sarmalının uyguladığı gerilme kuvveti hem de stres yayının tamamının ağırlığı bu sarmala etki ediyor. Böylece stres yayı üstten alta doğru sırayla kapanarak düşmeye başlıyor. Bu sırada alt kısma etki eden kütleçekim kuvveti ile gerilme kuvveti birbirini dengelemeye devam ettiği için alt kısım bir süre havada asılı kalıyor. Yay tamamen kapandıktan sonra ise stres yayı bütün olarak düşmeye başlıyor.

Stres yayı serbest bırakıldıktan sonra havada asılı kalma süresi yayın toplam kütlesi ve sertliğiyle ilişkili. Bu nedenle her yayın havada belli bir asılı kalma süresi var. Ancak bu ilginç olguyla ilgili dikkat çekici bir durum daha var. Aynı stres yayını kütleçekimi Dünya’nınkinden farklı bir gökcisminde, örneğin Jüpiter’de ya da Ay’da serbest bıraksaydık yayın havada asılı kalma süresi değişmezdi. Çünkü Jüpiter’de yaya etki eden kütleçekim kuvveti daha büyük olduğundan, yayın bir ucunu serbest bıraktığımızda yay daha fazla uzayacaktır. Yayın daha fazla uzadığı durumda yayda depolanan gerilme enerjisi de daha büyük olacağı için, yayı serbest bıraktığımızda havada asılı kalma süresi değişmeyecektir.

Kaynaklar:

· http://large.stanford.edu/courses/2007/ph210/kolkowitz1/

· Cross, R. C., Wheatland, M. S., “Modeling a falling slinky”, American Journal of Physics, Cilt 80, Sayı 12, s. 1051-1060, 2012.

İlgili İçerikler

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun atık malzemeler kullanarak esneklik potansiyel enerjisi ve kinetik enerjinin (hareket enerjisinin) birbirine dönüştüğü farklı bir düzenek tasarlayacağız.

Fizik

Boğaziçi Üniversitesi Elektroteknoloji Kulübü ve IEEE Öğrenci Kolu’nun düzenlediği Boğaziçi Enerji Zirvesi, 4 Kasım’da Albert Long Hall Kültür Merkezi’nde düzenlenecek. Enerji, günlük hayatta ve sanayi alanında vazgeçilmez bir unsur. Dolayısıyla enerjinin verimli bir şekilde elde edilmesi, dağıtılması ve tüketilmesi dünya genelinde üretimle ilgili sorunların çözülmesi ve sürdürülebilirliğin sağlanması açısından hayli önemli.

Fizik

Nanobilim ve yoğun madde fiziği alanında yaptığı çalışmalar nedeniyle 2016 TÜBİTAK Bilim Ödülü’ne layık görülen Prof. Dr. Oğuz Gülseren ile araştırmaları üzerine bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Lazerle bilgi aktarımının önündeki en önemli engel bulutlar. Cenova Üniversitesi’nden bir grup araştırmacı, lazerle iletişimin önündeki sorunları bulutları delerek aşmaya çalışıyor.

Fizik

4006-TÜBİTAK Bilim Fuarları Destekleme Programı başvuruları 22 Ekim - 22 Kasım 2018 tarihleri arasında gerçekleştirilecek.

Fizik

Arthur Ashkin optik cımbızların icadı, Gérard Mourou ve Donna Strickland ise yüksek yoğunluklu yüksek enerjili lazer atımlarının üretilmesine imkân veren bir yöntem geliştirmeleri sebebiyle Nobel Fizik Ödülü'ne layık görüldü.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde evde ya da okulda kolayca bulabileceğiniz malzemelerle yüzey gerilimi etkisiyle yüzen kâğıttan bir balık tasarlıyoruz.

Fizik

Fosil yakıtların alternatifi olabilecek yenilenebilir enerji kaynaklarının bulunmasına ve yaygınlaştırılmasına yönelik çabalar gün geçtikçe artıyor.

Fizik

Genel görelilik kuramı geliştirildiğinden beri pek çok testten başarıyla geçti. Astronomy & Astrophysics dergisinde yayımlanan bir makalede araştırmacılar, genel görelilik kuramının tahminleriyle uyumlu sonuçlar elde etti.

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde yoğunluk ve basınç kavramlarından yararlanarak kendi kartezyen dalgıcımızı tasarlıyoruz.