Fizik (çalışma notu)

Elektrik Devrelerindeki Potansiyel Fark

Akımın Ölçülmesi

Bir elektrik devresinin herhangi iki noktası arasındaki elektrik kuvvetlerinin farkına potansiyel fark veya voltaj denir.

Elektronların pilden veya güç kaynağından geçişi sırasında enerji kazanılır.

Devredeki her elemana karşı potansiyel fark vardır. Çünkü, akım geçtiği sürece enerji dönüşümü de meydana gelecektir.

Devreden geçen akım ne kadar büyük ise potansiyel fark da o kadar büyük olur.

Devreden geçen elektrik akımına karşı koyan kuvvete direnç denir. Direnç ne kadar büyük ise akım o kadar küçük olur.

Direnç birimine ohm denir.

Bir elektrik devresinin iki noktası arasındaki potansiyel fark voltmetre ile ölçülür. Voltmetreler devreye paralel olarak bağlanır.

Elektrik akım şiddetini ölçmek için ampermetre kullanılır. Ampermetreler elektrik devrelerine seri olarak bağlanır.


Elektrik Devre Elemanları ve Sembolleri

Elektrik devresi çizilirken aşağıdaki devre sembolleri kullanılır.

Yandaki şekilde akım ve potansiyel farkının ölçümünde kullanılan araçların devreye nasıl bağlandığı görülmektedir.

şekildeki gibi bir devrede akım ve potansiyel farkı doğru orantılıdır.

Akım ve potansiyel farkının değişimi aşağıdaki grafikte verilmiştir.


OHM Kanunu

Sabit sıcaklıkta, devreden geçen akım ile voltaj doğru orantılıdır. Buna Ohm Kanunu denir.


Potansiyel fark ( voltaj ) =

Akım

x

direnç



or V =

I


R



(volt, V)

(amper, A)


(ohm, )


Diyot yalnızca tek yönlü akımın geçmesine izin verir. Çünkü zıt yönde yüksek dirence sahiptir.

Işığda bağlı direnç azalırsa,ışık şiddeti artar.

Seri ve Paralel Bağlama

Seri Bağlama

Paralel Bağlama
şekile bakınız şekle bakınız
• Her pilden aynı akım geçer • Devreden geçen toplam akım her bir elemandan geçen akımın toplamına eşittir.
• Devredeki geçen toplam potansiyel fark elemanlar tarafından eşit olarak paylaşılır. Dolayısıyla her ampul eşit parlaklıkta ışık verir. Ampullerin sayısı arttırılırsa parlaklıkları azalır. • Bütün elemanlardaki potansiyel fark birbirine eşittir. Yani ampuller eşit parlaklıkta yanarlar. Bu ampullerin sayısı arttırılınca parlaklıkları değişmez.
• Ampullerin biri devreden çıkarılırsa akım kesilir, ampuller yanmaz. • Ampullerin biri devreden çıkarılırsa akım kesilmez. Diğer ampuller yanmaya devam eder
• Devrenin toplam direnci, devre elemanlarının geçen dirençlerinin toplamına eşittir.

Seri bağlı pillerde toplam potansiyel fark pillerin potansiyel farklarının toplamına eşittir.


Hareket

Ortalama Hız

Seyahat sırasında aracımızın hızını sabit tutamayız. Fakat alınan toplam yolu ve zamanı biliyorsak ortalama hızımızı hesaplayabiliriz.


Ortalama hız(m/s)

=

Alınan toplam yol (m)





zaman(s)


Örneğin: Bir bisikletli 1 dakika (60 saniye) içinde 600 m yol alıyorsa bu bisikletlinin ortalama hızı;

Ortalama hız

=

600



60





=

10 m/s olur.

Yol-zaman grafiği

Eğer nesnemiz düz bir çizgi üzerinde hareket ediyorsa hareketlinin aldığı yolun zamana göre değişimini aşağıdaki gibi bir grafikle görebiliriz.

A-B çizgisi aracın sabit hızla hareket ettiğini gösterir. Her 5 dakikada araç 2 km yol almaktadır.

B-C arasındaki yatay çizgi aracın durduğunu gösterir.

C-D çizgisi aracın yine sabit hızla hareket ettiğini gösterir. Ancak araç yavaşlamıştır, her 5 dakikada 1 km yol almaktadır.

Grafikteki dik çizilen çizgi hızın daha fazla olduğunun göstergesidir.


Hız-zaman grafiği

Belirli bir yöndeki hıza vektorel hız denir.
Hız zaman grafiği ile cismin hareketi gösterilebilir. Bir cismin hız-zaman grafiği aşağıdaki gibi olsun;


K ve L arasında aracın hızı 0 m/s' dır. Yani araç durmaktadır.

L ve M arasında araç düzgün hızlanan hareket yapmaktadır. Her saniyede hızı 2,5 m/s artmaktadır.

Grafikteki dik çizilen çizgi ivmenin daha fazla olduğunun göstergesidir.

Köşegen (diyagonal) çizgi aracın sabit hızla hareket ettiğini gösterir. Yani aracın ivmesi

2,5 m/s2 ' dir.

M ve N arasında aracın hızı 12,5 m/s ' dir.

Yatay çizgi sabit hızlı hareketi gösterir.

İvme

Hızın belirli bir zaman aralığında ki artışı ivmedir.

ivme(m/s2)

=

Hızdaki değişim (m/s) = son hız-ilk hız



zaman (s) zaman




Örneğin; Bir araç hızını 10 m/s den 50 m/s ye 5 saniye içinde çıkardığına göre bu aracın ivmesi;

İvme

=

(50 - 10)




5







=

40




5







=

8 m/s2




Kuvvet ve İvme

Çift Yönlü Kuvvetler

İki nesne birbirlerine karşı güç kullanırlar. Bu güç zıt yönlü fakat eşit büyüklüktedir.
Duvardan gelen güç ile arabanın gücü eşittir.


Dengelenmiş Kuvvetler

Eğer cisme uygulanan kuvvet bir başka kuvvet ile dengelenirse cisim hareket etmez. Eğer cisim hareket ediyorsa sabit hızla hareketine devam eder

Aracın ileriye doğru hareketine eşit değerde hava ve yoldan kaynaklanan sürtünme kuvveti vardır. Dolayısıyla araç sabit hızla hareketine devam eder.

Dengesiz Kuvvetler

Arabanın hızına uygulanan kuvvet değiştiğinde denge bozulur. Eğer arabanın hızı sürtünme kuvvetinden fazla ise araba ivme kazanır. Eğer sürtünme kuvveti arabanın hızından büyük ise araç yavaşlar.

Kuvvetler farklılığa bağlı olarak araç ya hızlanır ya da yavaşlar.

Duran bir cisme uygulanan kuvvet dengelenemiyorsa cisim o yönde harekete başlar.

Kuvvet, Kütle ve İvme

Nesnenin ivme kazanabilmesi için mutlaka kuvvetin dengelenmemiş olması gerekir. Daha fazla kuvvet uygulanırsa daha fazla ivme kazanılır.

Bir cismin ivme kazanmasında kütlesi de önemlidir.

Büyüklükleri farklı olan cisimlere eşit kuvvetler uygulanırsa kütlesi küçük olan daha büyük ivme kazanır.

Çift katlı otobüs ile mini bir arabanın itilmesini düşünün, iki aracı hızlandırabilmek için tabi ki otobüse çok daha fazla kuvvet uygulamamız gerekir.

Sürtünme kuvveti- Değişken Hareket

Sürtünme

Sürtünme kuvveti harekete zıt yönde bir kuvvettir. Cisim havada veya suda hareket ettiği zaman sürtünme kuvveti meydana gelir. Cismin hareketinin hızı arttıkça sürtünme kuvveti de artar.
Sürtünme kuvveti cisimlerin yüzeylerinin aşınmasına neden olur. Arabaların hareketinde sürtünme kuvvetinin önemi oldukça fazladır.
Tekerleklerin üzerindeki tırtılların miktarı fazla olmalıdır. Aksi takdirde tekerlekler yolları kavrayamazlar. Fren yapılarak sürtünme kuvvetinin arttırılması araçların durmasını sağlar.
Eğer aracın hızı fazla ise belirli bir mesafede durdurmak için çok daha büyük fren kuvveti uygulanmalıdır. Fakat ani fren yapıldığında yol ve tekerlekler arasında sürtünme kuvveti azalacağından araç kayabilir.


Durma Mesafesi
Araçların durma mesafeleri = Düşünme mesafesi + Fren mesafesi

Düşünme mesafesi
Sürücünün ne kadar mesafe sonra durabileceğine karar verip frene basmasıdır.

Fren mesafesi
Frene basıldıktan sonra hareket halindeki aracın alacağı yoldur.


Düşünme mesafesine etki eden faktörler:

  • Tekerlekler
  • İlaçlar
  • Alkol
  • Görme duyusunun zayıflığı
  • Aracın hızı

Fren mesafesine etki eden faktörler:

  • Aracın hızı
  • Tekerleklerin durumu
  • Fren balatalarının durumu
  • Yol durumu Örneğin: ıslak, yağlı veya buzlu olması
  • Aracın kütlesi

Son Hız

Dünyanın merkezine doğru hızla düşen bir cisme yerçekimi kuvveti etki eder.
Kütleleri dünyanın merkezine doğru çeken bu kuvvete ağırlık denir.
Hava ile cisim arasındaki sürtünme kuvveti, harekete zıt yöndedir.
Cisim daha hızlı bir şekilde düşerse, hava direnci veya rüzgâr direnci dereceli olarak artar.
Düşen cisim geniş bir yüzeye sahip ise sürtünme kuvvetinin de değeri artar.

Paraşüt geniş bir yüzey alanı sağlar.
Yukarı doğru olan sürtünme kuvveti, aşağıya doğru olan yerçekimi kuvvetine eşit ise, bileşke kuvvetin değeri sıfırdır.
Cisim sabit hızla düşer. Bu hıza son hız denir.
Eğer aracın hızı sabit ise, motorun gücü havadaki ve yoldaki sürtünme kuvvetlerine eşittir.


Güneş Sistemi

Yörüngeler

Güneş sisteminin merkezinde Güneş vardır. Ayrıca dokuz gezegen, bunların uyduları ve yıldızlar da güneş sisteminde yer alır.
Bir cismin diğer bir cisim etrafında dönerken izlediği eğrisel yola yörünge denir.
Gezegenlerin Güneş etrafında dolanım süreleri, Güneş’ten uzaklaştıkça artmaktadır.
Gezegenlerin yörüngeleri elips şeklindedir.
Dünya Güneş etrafındaki dönüşünü 1 yılda tamamlar.


Güneş'ten gelen ışığın yansıması sonucunda gezegenleri göremeyiz.

Yörüngesinde hareket eden ve parlak kuyruğuyla ışık saçan gök cismine kuyruklu yıldız denir.
Kuyruklu yıldızların Güneş etrafındaki elips şeklindeki yörüngeleri gezegenlerin yörüngelerinden çok daha basıktır.
Kuyruklu yıldızlar Güneş’ten uzaklaştıkça katılaşıp sadece çekirdekten oluşurlar. Güneş’e yaklaştıklarında ise ısınır ve uzun bir kuyruk oluştururlar.
Çekim kuvveti nedeniyle bir cismin yörüngesine yerleşen gök cisimlerine uydu denir.

Yerçekimi

Cisimleri Dünya’nın merkezine doğru çeken kuvvete yerçekimi denir.
Yerçekiminin şiddeti cisimlerin kütlelerine ve cismin Dünya’nın merkezine olan mesafesine bağlıdır. Kütleler büyüdükçe çekim kuvveti artar. Mesafe arttıkça çekim kuvveti azalır.
Kuyruklu yıldızların Güneşin etrafındaki yörüngelerinin nedeni yerçekimidir. Güneşe yaklaştıkları zaman hızlanırlar, uzaklaştıkları zaman ise yavaşlarlar.
Küçük cisimlerin yörüngedeki hareketleri çok daha hızlıdır.
Dünya’ya yakın olan uydular, Dünya’dan uzak olan uydulara göre daha hızlı hareket eder.
( yaklaşık 8000 m/s) Çünkü Dünya’nın yakınında çekim kuvveti daha kuvvetlidir.

Uydularla Haberleşme

Uydular haberleşme, radyo-televizyon yayınlarının iletimi için amaçlarla kullanılmaktadır.
Dünya kendi yörüngesindeki dolanımını 24 saatte tamamlamaktadır. Uydular da, bir dolanımlarını Dünya ile aynı zamanda tamamlarlar.
Bu yüzde uydular hep aynı nokta üzerinde kalmaktadırlar. Dolayısıyla, Dünya üzerinden, uydulara sinyal gönderilip ve geri alınarak haberleşme yapılabilmektedir.

Uyduların Gözlenmesi

Uzay gözlemleri sonucunda, yapay uydular aracılığıyla hava tahmini yapılmaktadır. Kuzey ve güney kutuplardan alınan verilerle daha güvenilir hava tahmini elde edilebilmektedir.

0 yorum: