Kütle Merkezi 11. sınıf


Kategoriler: 11. Sınıf Fizik, Fizik, Kuvvet ve Hareket

Cisimleri oluşturan herbir parçanın kütlesinin toplandığı varsayılan noktaya kütle merkezi denir. Ağırlık ise cismin kütlesine uygulanan yerçekim kuvvetidir. Cisimleri oluşturan parçacıklara etki eden yerçekim kuvvetlerinin bileşkesinin uygulama noktasına ise ağırlık merkezi denir. Çekim ivmesinin sıfır olduğu bir yerde ağırlık merkezinden söz edilemez.



DÜZGÜN GEOMETRİK ŞEKİLDEKİ CİSİMLERİN KÜTLE MERKEZİ



KÜTLE MERKEZİ BULUNURKEN

  • Tüm parçaların kütle merkezlerinden ağırlık vektörleri çizilir.
  • Kesilen parçaların ağırlık vektörü yukarı, eklenen parçalarınki aşağı yönde çizilir.
  • En Ağırlığı verilmeyen parçaların ağırlığı yerine,
    – Çubuk, tel ve çerçevelerde uzunluk
    – Levhalarda alan
    – Prizmalarda hacim oranları kullanılır.
  • Ağırlık kuvvetlerinin bileşkesinin yeri tüm sistemin kütle merkezidir.

KÜTLE MERKEZİNİN KOORDİNATLARI

Bir cisim iple herhangi bir yeniden asıldığında ipin uzantısı kütle merkezinden geçecektir. Bir cisim destek üzerine konulunca dengede kalıyorsa cismin ağırlığı ile destek tepkisi aynı doğrultudadır. Bir cismin devrilmemesi için ağırlığının doğrultusunun cisim yere temas eden alanın içinden geçmesi gerekir.

Soru: X ve Y çubuğu yukarıdaki şekillerde yatay dengededir. Buna göre,
l. X çubuğunun kütle merkezi L noktasındadır.
lI. Y çubuğunun kütle merkezi S noktasındadır.
lll. X ve Y çubukları türdeş değildir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Çözüm: Desteğin üzerindeki cisim dengede ise destek tepkisinin uzantısı kütle merkezinden geçer. (l. yargı doğrudur.) Cisimler iple asıldıklarında ipin uzantısı kütle merkezinden geçer. (Il. yargı doğrudur.) Çubukların kütle merkezleri tam ortalarında olmadığından çubuklar türdeş değildir. (III. yargı da doğrudur.) Buna göre l. ll ve lll doğru olur.

Türdeş tel ya da çubuk şeklindeki cisimlerin kütle merkezi tam orta noktasıdır. Türdeş kare, dikdörtgen, paralelkenar şeklindeki cisimlerin kütle merkezi geometrik merkezleridir. Türdeş çember, daire ve küre şeklindeki cisimlerin kütle merkezi geometrik merkezleridir. Türdeş silindir, dikdörtgenler prizması, küp şeklindeki cisimlerin kütle merkezi alt ve üst tabanlarını birleştiren doğrunun tam ortasıdır. Türdeş üçgen levha şeklindeki cisimlerin kütle merkezi kenarortaylarının kesim noktasıdır.

Soru: Düzgün ve türdeş bir tel bükülerek Şekil I, Il ve lll deki konumlarda iplerle asılmıştır. Hangi şekillerde teller verilen konumda dengede kalabilir?
Çözüm: İple asılan cisimler dengede ise ipin uzantısı kütle merkezinden geçer. Kütle merkezi I, II ve III sistemlerde ipin uzantısı doğrultusundadır. Buna göre l, ll ve lll belirtilen konumda dengede kalır.

Temel Yeterlilik Sınavı (TYT)
22 Haziran 2019 Cumartesi