fizik

Yayların, gerildikleri uzunluk oranında, kuvvet uygulama özellikleri vardır. Bir yaylı terazi basitçe, bir yay ile ona tutturulmuş bir göstergeden oluşur. Gösterge, bir bölmeli ölçek üzerinde, yayın gerildiği uzunluğu gösterir. Böylece yaylı terazi, kuvvet ölçümünde basit bir yöntem sağlar.

Bir yayın ucuna bağlı bir kütle yatay sürtünmesiz bir yüzey üzerinde serbestçe hareket edebilir.Böyle bir sistem eğer yayın gerilmemiş durumu olan Δx = 0 denge konumundan saptırılırsa, ileri geri titreşecektir. Kütle denge konumundan küçük bir Δx uzaklığı kadar ayrılırsa, yayın, m kütlesi üzerine Hooke yasası adı verilen geri çağırıcı bir kuvvet uygulanır.

F = k. Δx                                F:Geri çağırıcı kuvvet (N)

K:Yay saati                           (N/m) Δx:Uzama miktarı  (m)

Yapılacak İşler:

Deney düzeneği, bir halkaya (cisim) bağlanmış üç yaylı teraziden oluşur. Yaylı terazilerin öteki uçlarına bağlanmış olan zincirler, dairesel bir kuvvet tablasının çevresine açılmış çentiklere takılır (bkz. aşağıdaki şekil). Böylece, halkaya her terazi tarafından uygulanan kuvvet bağımsız olarak değiştirilebilir. Bu kuvvetler, tablaya yerleştirilen bir kağıt üzerine, terazilerin konumlarını ve gösterge değerlerini belirten oklar çizilerek saptanır.

Aşağıdaki düzenlemelerin her biri için bir şekil (şematik diyagram) çizilir ve halkaya uygulanan kuvvetlerin büyüklükler ile bu kuvvetlerin aralarındaki açılar ölçerek kaydedilir.

1)    Terazilerin ya da yayların ikisini halkaya takılır ve zincirlerini tabladaki karşılıklı iki çentiğe tutturulur. Üçüncü terazi  ya da yay bağlanmaz. Kuvvetlerin büyüklükleri ve aralarındaki açı kaydedilir. Uzaklıkları farklı karşılıklı çentik çiftlerini seçerek bu ölçme birkaç kez tekrarlanır.

2)                 Terazilerden ya da yaylardan birinin zinciri bir çentiğe, öteki ikisinin zincirleri de beraberce başka bir çentiğe tutturulur. Kuvvetlerin büyüklükler ve aralarındaki açılar kaydedilir. Farklı çentiklerde bu ölçme tekrarlanır.

3)         Üç zincir de farklı çentiğe takılır. Kuvvetlerin büyüklükler ve  aralarındaki açılar kaydedilir. Farklı çentiklerde bu ölçme tekrarlanır.

Verilerin Çözümlenmesi:

Terazilerin ya da yayların, yukarıda belirtilen her bir düzenlemesinde  halkaya uygulanan kuvvetlerin vektörel toplamı sıfır olmalıdır. Her durum için ölçülen kuvvetlerin vektörel toplamını hesaplayınız ve bu toplamı gösteren bir grafik çiziniz. Vektörel toplamın aldığı sıfırdan farklı bir değer, deneydeki hataların bir ölçüsüdür.

K₁ için;                                                 F=m.g                                                       Δx = x₁-x₀(x₀= 10,9 cm)

  50 gr = 0,05 kg asınca;      F= 0,05kg.9,8m/sn² = 0,49N        Δx = 12cm-10,9cm =1,1cm

                100 gr = 0,1 kg asınca;         F= 0,1kg.9,8m/sn²   = 0,98N        Δx = 13,2cm-10,9cm=2,   3cm

                150 gr = 0,15 kg asınca;      F= 0,15kg.9,8m/sn² = 1,47N        Δx = 14,3cm � 10,9cm =3,4cm

                200 gr = 0,2 kg asınca          F= 0,2kg.9,8m/sn²   = 1,96N          Δx=15,3 cm � 10,9cm =4,4cm

                250 gr = 0,25 kg asınca       F= 0,25kg.9,8m/sn² = 2,45N          Δx= 16,5cm �10,9 cm =5,6 cm

                Yani;

                                                      F                              Δx

                M₁ = 0,05kg         F₁=0,49N              Δx₁=1,1cm=1,1.10^-2 m

                M₂ = 0,1kg           F₂=0,98N              Δx₂=2,3cm=2,3.10^-2m

                M₃ = 0,15kg         F₃=1,47N              Δx₃=3,4cm=3,4.10^-2m

                M₄ = 0,2kg           F₄=1,96N              Δx₄=4,4cm=4,4.10^-2m

                M₅ = 0,25kg         F₅=2,45N              Δx₅=5,6cm=5,6.10^-2 m

                K₂ için;

                                                                         F=m.g                                       Δx = x₁-x₀(x₀= 8,5 cm)

                  50 gr = 0,05 kg asınca;      F= 0,05kg.9,8m/sn² = 0,49N        Δx ₁=9,6cm-8,5cm=1,1cm

                100 gr = 0,1 kg asınca;         F= 0,1kg.9,8m/sn²   = 0,98N        Δx ₂=10,7cm-8,5cm=2,2cm

                150 gr = 0,15 kg asınca;      F= 0,15kg.9,8m/sn² = 1,47N        Δx₃=11,5cm-8,5cm=3 cm

                200 gr = 0,2 kg asınca;         F= 0,2kg.9,8m/sn²   = 1,96N          Δx₄=12,8cm-8,5cm=4,3cm

                250 gr = 0,25 kg asınca;       F= 0,25kg.9,8m/sn² = 2,45N         Δx₅=13,8cm-8,5cm=5,3cm

Yani;

                                                      F                                     Δx

                M₁ = 0,05kg         F₁=0,49N              Δx₁=1,1cm=1,1.10^-2 m

                M₂ = 0,1kg           F₂=0,98N              Δx₂=2,2cm=2,2.10^-2m

                M₃ = 0,15kg         F₃=1,47N              Δx₃=3,0cm=3,0.10^-2m

                M₄ = 0,2kg           F₄=1,96N              Δx₄=4,3cm=4,3.10^-2m

                M₅ = 0,25kg         F₅=2,45N              Δx₅=5,3cm=5,3.10^-2 m

K₃ için;

                                                             F=m.g                                      Δx = x₁-x₀(x₀= 8,5cm)

50 gr = 0,05 kg asınca;        F= 0,05kg.9,8m/sn² = 0,49N        Δx ₁=9,4cm-8,5cm=0,9cm

                100 gr = 0,1 kg asınca;         F= 0,1kg.9,8m/sn²   = 0,98N        Δx ₂=10,3-8,5cm=1,8cm

                150 gr = 0,15 kg asınca;      F= 0,15kg.9,8m/sn² = 1,47N        Δx₃=11,5cm-8,5cm=3 cm

                200 gr = 0,2 kg asınca;         F= 0,2kg.9,8m/sn²   = 1,96N          Δx₄=12,5 cm-8,5cm=4,0cm

                250 gr = 0,25 kg asınca;      F= 0,25kg.9,8m/sn² = 2,45N          Δx₅=13,7cm-8,5cm=5,2cm

Yani;

                                                      F                                     Δx

                M₁ = 0,05kg         F₁=0,49N              Δx₁=0,9cm=0,9.10^-2 m

                M₂ = 0,1kg           F₂=0,98N              Δx₂=1,8cm=1,8.10^-2m

                M₃ = 0,15kg         F₃=1,47N              Δx₃=3,0cm=3,0.10^-2m

                M₄ = 0,2kg           F₄=1,96N              Δx₄=4,0cm=4,0.10^-2m

                M₅ = 0,25kg         F₅=2,45N              Δx₅=5,2cm=5,2.10^-2 m