hooke kanunu

advertisement
Deney No
Deneyin Adı
Deneyin Amacı
: M6
: HOOKE KANUNU
Teorik Bilgi
:
:Ucuna kütle asılan yayın, harmonik hareketini gözleyerek periyodunun
hesaplanması ve yayın kuvvet sabitinin bulunması.
Yay, F kuvvetinin etkisiyle x kadar uzamış bulunsun, bu halde kuvvetle uzama miktarı
arasındaki ilişki
7.1
F  kx
ile verilir. Burada “k” yayın kuvvet (esneklik) sabitidir. Yaylar için bu ifade Hooke Kanunu
olarak bilinir. Yay ucuna asılan kütle yayı geren kuvvettir. Bir yayın ucuna farklı ağırlıkta cisimler
bağlanarak gerginliğinin ölçülmesi yayın esnekliğinin test edilmesini sağlar. k’nın değeri yayın
sertliğinin bir ölçüsüdür. Sert yayların k değeri büyük, yumuşaklarınki küçüktür.
Doğrusal bir eksen üzerinde, yerdeğiştirmeyle orantılı esnek bir geri çağırıcı kuvvetin etkisi
altında sabit bir nokta etrafında eşit zaman aralıklarında gidip gelen ve hiçbir sürtünme kuvvetinin
etkisinde bulunmayan cismin hareketine Basit Harmonik Hareket denir. Yay ucuna asılan kütle x
konumunda dengede iken çok az aşağı çekilip bırakılırsa x noktası etrafında kütlenin harmonik
hareket yaptığı gözlenir. m kütlesinin herhangi bir noktadan aynı yön ve doğrultuda iki kez geçmesi
için geçen zamana harmonik hareketin Titreşim Periyodu denir. Titreşim periyodu T, yayın kuvvet
sabitine ve yaya bağlı olan m kütlesine bağlıdır. Aşağıdaki gibi ifade edilir;
m
T  2
7.2
k
Eğer yayın kütlesi cismin kütlesine göre çok küçük değilse, sistemin eşdeğer kütlesini elde etmek
için yayın kütlesinin salınan cismin kütlesine eklenmesi gerekir. Aksi durumda yayın kütlesi ihmal
edilebilir.
Şekil 7.1: a) Deney Düzeneği
b) Düzenek veri okuma biçimi
Deneysel Veriler :
1. Her iki yayın (Kalın ve İnce) uzunluklarını ve ağırlık tutucunun kütlesini
ölçerek kaydedin. Unutulmamalıdır ki, hesaplamalarda yaya asılan toplam
kütle anlamlıdır.
Lkalın=………..
Lince=………..
mtutucu=……….
2. Ağırlık tutucuya sırasıyla üç farklı kütle asarak (m1= 10g, m2= 20g ve m3=
40g), her iki yayda ki uzama miktarlarını bularak tabloya kaydediniz.
m1=10g
ΔL (m)
m2=20g
m3=40g
Kalın Yay
İnce Yay
3. Bu uzama miktarlarını (ΔL) kullanarak yayların esneklik sabitlerini (k) bulun,
her bir yay için bulunan 3 farklı esneklik sabitlerinin ortalamasını alarak
tabloya kaydedin. Yayın uzama miktarı ile esneklik sabiti arasındaki bağıntı
7.1 nolu denklemde verilmiştir.
7.3
Kalın Yay için
k1=……………
k2=……………
k3=……………
kort=…………….
2
İnce Yay için
k1=……………
k2=……………
k3=……………
kort=…………….
Uzama Miktarı (ΔL) ile Hesaplama
k1
k2
k3
kort
Kalın Yay
İnce Yay
4. Bir sonraki adımda, her iki yaya sırasıyla aynı kütleleri tekrar asınız. Kütleyi
aşağı doğru çok az miktarda çekerek bırakınız ve her bir kütle için yayın 10
salınım yaptığı süreyi kronometre yardımıyla hesaplayınız. Bu süreyi 10’a
bölerek yayın bir salınım periyodunu bulunuz (T).
m1=10g
T (s)
m2=20g
m3=40g
Kalın Yay
İnce Yay
Bu değerleri kullanarak her iki yay için (T2 , m) grafiğini çiziniz.
3
5. Ölçülen periyotları kullanarak esneklik sabitlerini denklem 7.2 yardımıyla
hesaplayınız. Her bir yay için hesaplanan 3 farklı esneklik sabitinin
ortalamasını alınız.
Kalın Yay için
k1=……………
k2=……………
k3=……………
kort=…………….
İnce Yay için
k1=……………
k2=……………
4
k3=……………
kort=…………….
Salınım Periyodu (T) ile Hesaplama
k1
k2
k3
kort
Kalın Yay
İnce Yay
6. Uzama miktarı ve periyot yardımıyla ölçülen bu iki yay sabiti için bağıl hatayı
hesaplayınız
Δkkalın=…………….
Δkince=…………….
Yorum Ve Sonuçlar :
(İpuçları: Deneyde öğrendikleriniz. Olası hatalar ve sebepleri. Detaylı açıklayınız. Deneyi
özetleyiniz)
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
5
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
Sorular
:
1. Bu deneyde yay yerine katı çubuk kullanılsaydı çubuk ta Hooke kanununa uyar mıydı?
2. Bir yayın periyodunu kutuplarda ve ekvatora yakın bir noktada ölçtüğümüzde farklılık görür
müyüz? Bunu nasıl açıklarsınız?
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
6
Download