BAHÇEŞEHİR
ÜNİVERSİTESİ
FİZİK I
AD SOYAD
BÖLÜM
:………………………………………...
Daha çok bilgi için :
:………………………………………...
http://physics.bahcesehir.edu.tr
GÜN/SAAT :……………………/.…………………
FİZİK I LABORATUVAR KiTABI - 2014 - 2015
1.
LABORATUVAR KURALLARI............................................................................................................... 3
2.
GİRİŞ ............................................................................................................................................................ 5
2.1.
2.2.
2.3.
3.
ÖLÇÜM VE HATA ANALİZİ ................................................................................................................... 8
3.1.
3.2.
3.3.
4.
ÖNSÖZ ................................................................................................................................................ 5
GENEL FİZİK LABORATUVARININ AMAÇLARI ........................................................................ 5
LABORATUVAR TALİMATLARI.................................................................................................... 6
BELİRLİ VE BELİRSİZ HATALAR ............................................................................................................ 8
HATA HESAPLAMASI ............................................................................................................................ 8
ANLAMLI SAYILAR ............................................................................................................................... 9
GRAFİK ANALİZİ ................................................................................................................................... 10
4.1.
4.2.
GRAFİK NASIL ÇİZİLİR? ............................................................................................................... 10
GRAFİK KAĞITLARI ...................................................................................................................... 12
ÖLÇMENİN TEMELLERİ ............................................................................................................................... 13
VEKTÖRLER VE STATİK DENGE ............................................................................................................... 19
SERBEST DÜŞME ............................................................................................................................................. 29
HOOKE YASASI ................................................................................................................................................ 29
SÜRTÜNME KUVVETİ VE BASİT SARKAÇ ............................................................................................... 39
MERKEZCİL KUVVET .................................................................................................................................... 45
2
1. LABORATUVAR KURALLARI
Fizik Laboratuarları’nda aşağıdaki kurallar, tüm görevliler tarafından
uygulanacaktır!!

Öğrencilerin
deneye
hazırlanarak
gelmeleri
ve
yanlarında
kalkmayınız
ve
düzeni
hesap
makinesi
bulundurmaları tavsiye olunur.

Deney
sırasında
yerlerinizden
bozacak
hareketler
sergilemeyiniz.

Görevliler kontrol etmeden deney düzeneklerini çalıştırmayınız.

Notlandırma;
DENEY RAPORU(70+30=100 puan) + DENEY QUİZİ (20 puan)+Lab Sınavı(30
puan): toplam 6 deneyolmak üzere toplam 150 puan üzerinden yapılacaktır.

Deneye 10 dakikadan daha geç gelen öğrenci laboratuara alınmayacaktır.

Deneyin tamamlanma süresi, 2 ders saattir

6 adet Mekanik deneyi vardır. Bunlardan en az 5 tanesine girmek zorunludur. Daha az
sayıda deney yapan öğrenciler Fizik Laboratuarı dersinden kalacaklar ve FİZ1061
finaline giremeyeceklerdir.

Öğrencilerin sağlık sorunu yada okul tarafından izinli olarak çeşitli aktivitelere
gönderilmeleri sebebiyle giremedikleri deneyler için belgelendirmek şartıyla (sağlık
raporu vs. gibi) 1 deney telafi hakları vardır. Bu durumda olan öğrencilerin zaman
kaybetmeden ilgili araştırma görevlisiyle irtibata geçmeleri gerekmektedir.

Laboratuara yiyecek içecek getirilmesi, yüksek sesle konuşulması, ve laboratuar
düzenini bozucu hareketler içinde bulunulması yasaktır.

Deney setlerinin olduğu masalarda laboratuar kitabı, kalem, silgi ve hesap makinesi
dışında başka eşyaların (çanta, mont, gibi) konması yasaktır.

Yukarıdaki kurallar herkes için istisnasız olarak uygulanacaktır. Bu kurallara
uyulmaması sonucu doğabilecek sonuçların sorumluluğu size aittir.
BAŞARILAR DİLERİZ
Laboratuvar Asistanları
Nazlı Ceren Dağyar
: [email protected]
Yakup Emül
: [email protected]
Doğan Akcan
: [email protected]
3
4
2. GİRİŞ
Genel fizik laboratuvarı size derste veya ders kitaplarında verilen bilgileri deneylerle
doğrulamanızı sağlayacak bir ortam sağlar. Ne var ki böyle bir laboratuvarın bazı kısıtları ve
kontrol edemeyeceğiniz yapısal hata kaynakları vardır. Bu nedenle, beklediğiniz sonucu tam
olarak elde edemezseniz hayal kırıklığına uğramayınız, şüpheci olmayınız ya da ilginizi
kaybetmeyiniz. Laboratuvar çalışmaları size sonuçlarla ilgili önceden düşünülmeden,
sonuçları deney sınırları içerisinde öngörmeyi ve ölçülmüş nicelikler arasındaki matematiksel
ilişkileri araştırmayı öğretmelidir.
Nesneleri açıklamak ve davranışlarını anlamak için ölçüm yaparız. Ölçülemeyen hiç bir şey
fiziksel değildir ve deneysel ölçüm bilimsel metodun en önemli kısmıdır. Tabiatın her teorisi
veya modeli öngördüğü sonuçlar deneysel olarak onaylandığı zaman anlamlıdır. Deneysel
ölçümler fiziksel bir olgunun teorisini sınar ve ancak sınamadan sonra teori kabul edilir veya
reddedilir.
Genel Fizik Laboratuvarı deneysel eğitiminizin ilk basamağıdır. Burada öğreneceğiniz bir çok
şey gelecekte inşaa edeceğiniz yeni bloklara bir temel oluşturacaktır. Laboratuvarı ciddiye
almanız, olguları anlamanız ve gerekli becerileri kazanmanız için çok çalışmanızı konusunda
sizi uyarıyoruz, çünkü bunlar gelecek çabalarınız için size çok yardımcı olacaktır.
2.1. ÖNSÖZ
Bu laboratuvar föyü ve çalışma kitabı, Fen Edebiyat Fakültesinin “Fizik Laboratuvarı el
kitaplarının yeniden yazılması ve tasarlanması” tavsiyesi üzerine yazılmıştır.
Mevcut metnin daha da geliştirilebileceğine inanıyoruz. Daha iyi bir el kitabı ve çalışma
kitabı hazırlama çabalarımıza katkıda bulunmanız açısından yorumlarınızı almak ve iş birliği
yapmanızı isteriz. Lütfen bu föyle ilgili değerlendirmelerinizi, fikirlerinizi ve/veya herhangi
bir düzeltmeyi Fizik Grubu öğretim üyelerine iletiniz.
Laboratuvarlarımızda verimli bir yıl geçirmenizi dileriz.
2.2. GENEL FİZİK LABORATUVARININ AMAÇLARI
Genel Fizik Laboratuvarının nihai hedefi, fizikteki ve genel olarak doğa bilimlerindeki
bilimsel deney çalışmalarının, gerçek bilimsel görüşün ve metodolojinin kazanılması için
gerekli olan kavramların, adetlerin ve becerilerin kavratılması ve geliştirilmesidir. Bu hedefe
ulaşmak için genel fizik laboratuvarı şunları amaçlar:
5
1) Öğrencilerin derste öğrendikleri teorik kavramlarla gerçek fiziksel dünya arasında,
öğrencilerin sınıfta öğrendiklerini “görebilecekleri” ve “hissedebilecekleri” bir atmosfer
sağlayarak köprü kurmak.
2) Öğrenciye bazı cihazlarla aşinalık kurdurmak ve bunlarla öğrencilere mesafe, zaman,
akım, gerilim gibi bazı önemli fiziksel niceliklerin nasıl ölçüleceğini göstermek.
3) Öğrencilere bazı önemli fiziksel parametrelerin ölçülmesinin basit yollarını ve yerçekimi
ivmesi, ohm kanunu gibi bazı önemli kanunların ve ilişkilerin doğrulanmasını öğretmek.
4) Ölçümlerin yapımı ve analizi için bilimsel kurallar oluşturmak. Bu ölçümlerdeki deney
hataları kavramını vurgulamayı, değerlendirmeyi, hataların işlenmesini ve irdelenmesini ve
ölçümleri ve bu ölçümlerle bulunan sonuçların işlenmesi ve raporlanması anlamlı sayıların
ve bilimsel notasyonun kullanımını, içerir.
5) Tabloların ve grafiklerin kullanımıyla ölçümlerin sistematik bir şekilde
sunumu ve
analizinin yapılması ve sonuçların açık ve anlaşılabilie bir şekilde raporlanması becerilerini
geliştirmek.
6) Öğrencinin cihazlarla ve deny tekniğiyle çıktıları arasındaki bağlantıyı anlama becerisini
geliştirmek. Böylece onun yeni deneyler hakkında fikirler üretmesini sağlamak için veya
mevcut deneyi başka nicelikler ölçebilmesi için düzenlemesini sağlamak için ilk adımların
atılması
2.3. LABORATUVAR TALİMATLARI
Laboratuvarın bir ciddi çalışma alanı olduğunu unutmayın. Laboratuvarda yararlı bir çok şey
öğrenecek ve gelecek yaşantınızda lazım olacak beceriler geliştireceksiniz.
Laboratuvarda en önemli şey güvenliktir. Deneyler güvenli şekilde yapılacak şekilde
yapılmıştır ancak gerekli tedbirler daima alınmalıdır. Çoğu tehlike genelde ekipman ve
prosedür bilgisi eksikliğinden kaynaklanmaktadır.
1) Laboratuvar saatinizin başladığında laboratuvara girdiğinizde, masalarda gerekli
ekipmanları masalarda bulacaksınız. Merakınızı dizginleyin ve size açıklanmadan veya
hocanız izin vermeden asla ekipmanlarla oynamayın.
2) Çoğu fizik deneyi tehlikeli değildir, ama bazıları olabilir. Ayrıca, özellikle bazı
deneylerdeki bazı kısımlar, mesela elektrik, tehlikeli olabilir. Parça düşmesi kazaların en
yaygın
nedenlerindendir,
bu
nedenle
parçalar
düzgünce
yerleştirilmeli
ve
iyice
desteklenmelidir. Sağduyu ve temel bilgi sizi olası tüm tehlikelerden koruyacaktır.
3) Deney parçalarını ve masanızın üstünü temiz tutun. Ekipmanlarınızı düzgün yerleştirin. Bu
size yeterli çalışma alanını kolayca sağlayacaktır, akis halde yetersiz gibi gözükecektir.
6
4) Bir kazayı hocanıza hemen bildirin.
5) Labotatuvar deneyleri için sağlanan ekipmanlar pahalıdır ve bazıları çok hassastır.
Dikkatsizce kullanıldığında cihazların bazı parçaları kolayca hasar görebilir. Kişisel güvenlik
kuralları ekipmanlar için de geçerlidir.
6) Ekipmanlara aşina olsanız dahi, işlemlere başlamadan önce mutlaka deney düzeneğinizi
hocanıza kontrol ettiğinden ve onayladığından emin olun. Bu, özellikle elektrik deneyleri için
gereklidir. Her deneyin başlangıcında bütün ölçüm aygıtlarını mümkün olan en büyük ölçüm
değerine ayarlayın. Ölçümleri okumaya başladıktan sonra gerekirse daha küçük ölçüm
ayarlarına geçebilirsiniz.
7) Eğer ekipmanların bir parçası kırılırsa veya çalışmazsa, hocanızı bilgilendirin.
8) İyi çalışma alışkanlıkları faydalıdır. Laboratuvara gelmeden önce her zaman deneyin
açıklamalarını okuyun, böylece görevinizi daha iyi anlayacaksınız.
9) Deneyin amacını anladığınızdan emin olun. Bu amacı aklınızda mutlaka açıkça
bulundurun ve deney sürecinde unutmayın.
10) Deneyinizi yaparken, ölçümleri gerekli olduğu sürece bir kaç kere tekrarlayın. Bir kaç
kere tekrarlanan ölçüm, tek seferden genelde iyidir.
11) Gerekli olan her şeyi yaptığınızdan emin olmadan düzeneği kaldırmayın. Deneyi
bitirdikten sonra düzenekleri bulduğunuz gibi bırakın.
12) Bu föy aynı zamanda çalışma kitabıdır. Bütün veriler, hesaplamalar ve sonuçlar, her
deneyin sonunda belirlenen çalışma kısımlarına işlenecektir. Gerekli olması halinde son
kısımda grafik kağıtları mevcuttur.
13) Bu föydeki deneyler iki saatlik laboratuvar zamanında tamamlanacak şekilde
tasarlanmıştır. Hocanız çalışmlarınızı sözlü veya küçük yazılı sınavlarla değerlendirecektir ve
her deney için ayrı not alacaksınız.
14) Bir deneyin bütün kısımlarını yapmanın mümkün olmayacağını düşünüyorsanız, acele
etmeyin; kısmen de olsa belirlenen kısımları tam yapan öğrenci, değerlendirme sonucunda
tamamını üstünkörü yapan öğrenciden daha yüksek puan alacaktır.
7
3. ÖLÇÜM VE HATA ANALİZİ
Fizik yalnızca teorik sonuçlara değil deneysel sonuçlara da dayanmaktadır. Her ölçüm bazı hatalar
içerir. Bu konuda Einstein'ın "Sayısız deneyler beni haklı çıkarmayabilir ama yanlız bir deney haksız
çıkarmaya yeter" sözü uygun bir ifade olabilir. Dolayısıyla, ne kadar çok ölçüm alınırsa o kadar iyi
sonuç elde edilir.
3.1. Belirli ve Belirsiz Hatalar
Ölçülen değer ile gerçek değer arasındaki farka hata denir. Deneydeki belirsizlik ifadesi Belirli
(Sistematik) ve Belirsiz ( Düzensiz ) hatalar olarak iki gruba ayrılabilir.
Belirli hataların kaynakları kolaylıkla bulunup sonuç düzeltilebilir, Bu hatalar pozitif ve negatif kesin
değerlerdir. Belirli hatalar aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir.
1. Aletlerden Kaynaklanan Hatalar: Bu tür hatalar aletlerin uygun olmayan ayarlarından
kaynaklanır. Örneğin, hassas olmayan terazi, hatalı ağırlıklar, ve kalibresi bozuk termometre vb.
2. Uygulama Hataları: Bu hataların sebebi aletlerin yanlış kullanılmasıdır. Deneyi yapan kişinin
deneyin nasıl yapılacağını iyi bilmemesi bu tür bir hataya sebep olur. Deneyin dikkatlice yapılması bu
tür hataları azaltır.
3. Kişisel Hatalar: Deneyi uygulayan kişinin deney sonuçlarını elde etmede fiziksel olarak yetersiz
olmasıdır. Örneğin, renk körü birisi renkleri tam olarak ayırt edemez.
4. Metod Hataları: Deney için kullanılan metod uygun olmayabilir. Dolayısıyla yapılan hataların
düzeltilmesi zor olabilir.
Belirsiz hatalar ( rastgele hatalar ) bulunamayan sebeplerden kaynaklanır ve dolayısı ile düzeltilemez.
Bu tür hataların en önemlisi numunelerin homojen olmaması ve hatalar içermesi, aletlerdeki sapmalar,
sıcaklık vb...
3.2. Hata Hesaplaması
Bir çok durumda, doğru değer bilinemez ve hatalar farklı kaynaklardan oluşur. Eğer mümkünse
hatanın kaynağı tespit edilmelidir ve düzeltilmelidir. Bir çok deneysel sonuç yaklaşık değerdir, çünkü
ölçüm skalasında doğru noktayı okumak mümkün değildir. Dolayısıyla, sonuçlar bir aralık olarak
ifadelendirilmelidir. Örneğin, 80 gr olarak ölçülen bir numune, gerçekte 79-81 gr arası bir değerdedir.
Gerçek değer μ. ve deneysel değer x , ise mutlak hata aşağıda ki gibi hesaplanır.
Mutlak Hata =
|xi-μ|
(1)
Mutlak hatanın yerine, ölçüm güvenilirliği bağıl hata ile ifade edilebilir.

| i   |

8
Bağıl Hata ve
| i   |
.100


Bağıl Yüzdelik Hata
(2)
olarak ifade edilir.
Ortalama ve Aritmetik Ortalama
Aritmetik ortalama x i ölçülen değerlerin toplamının N ölçüm sayısına oranı olarak tarif edilir.
a



i
N
Geometrik Ortalama
Geometrik ortalama aşağıda belirtildiği gibidir:
 g  N 1 2 ...... N
Değişim (Varyans) ve Standart Sapma
Ölçümlerin varyansı σ, ortalama değerden ölçümlerin sapmasıdır ve aşağıdaki gibi ifade edilir:
 | 

2
  a |
2
i
N.N  1
Standart Sapma (S) ise varyansın kareköküne eşittir ve aşağıdaki gibi ifade edilir:
S  
2
| 
 a |
2
i
N.N  1
3.3. Anlamlı Sayılar
Anlamlı sayı herhangi bir sayının büyüklüğünü belirten rakamlar kısmıdır. Hesaplamalarda sayılar
daima yuvarlanır. Örneğin 5186, 5,186 ve 0,0005186 sayıları 4 er anlamlı rakam içermektedir. Son
örnekte sol taraftaki sıfırlar anlamlı rakam olarak sayılmamaktadır. Eğer 7,8354 gr değerini üç
ondalıklı bir değere yuvarlarsak 7,835 gr olur; iki ondalıklı bir değere yuvarlarsak 7,84 gr olur; bir
ondalıklı bir değere yuvarlarsak 7,8 gr olur; ve en yakın tam sayıya yuvarlarsak 8 gr olacaktır. Sonuç
olarak, son rakam 5 ile 9 arasında bir rakamsa sayı yukarı yuvarlanır ve rakam 1 ile 4 arasında bir
rakamsa sayı aşağı yuvarlanır.
9
Ölçümlerde belirsizlik kullanılan alete bağlıdır. Eğer terazi 0,1 mgr hassasiyete sahipse bu tür bir
terazide bir cismin kütlesi için 5.8352 ± 0.0001 g şeklinde belirsizlik ifadesi eklenir.
Büyük ve küçük sayılar hesaplamaları kolaylaştırmak için 10 kuvvetleri çarpanıyla yazılır. Anlamlı
sayılarda 10 un kuvvetleri şeklinde belirtilir. Örneğin kütle 2541 mg ise
2,541 x 103 mg şeklinde ifade edilebilir.
Bununla birlikte toplama ve çıkarma işlemlerinde sonuç, toplama veya çıkarma işlemine giren
sayılardan en az ondalıklıdan daha fazla ondalığa sahip olmamalıdır.
Örneğin; 452,3 + 14,235 + 3,8268 = 470,3618
Çünkü en az doğru ölçüme ait sayı 452,3 tir, sonuç dolayısıyla 470,4 olarak yuvarlanır. Aynı durum
çarpma ve bölme işlemleri içinde geçerlidir
4. GRAFİK ANALİZİ
Deneylerin amacı genellikle, ölçülebilir bir niceliğin başka bir niceliğe göre değişimini
gözlemlemektir. Bu bağıntıyı görebilmek için, bir grafik çizilebilir.
4.1. GRAFİK NASIL ÇİZİLİR?
Bir grafik çizerken, bu grafikten herkesin aynı şeyi anlayabilmesi için aşağıdaki işlemler yapılmalıdır.
1. Verilerinize uygun bir grafik kağıdı seçiniz.
2. Bağımsız değişken için x- eksenini seçiniz.
3. Bağımlı değişken için y-eksenini seçiniz.
4. Her bir değişken için uygun ölçek seçiniz. Koordinat eksenlerinde sıfırdan başlamak zorunlu
değildir. Eksenlerden biri veya ikisi birden, deneysel verilere uygun olarak herhangi bir değerden
başhyabilir. x ve y eksenlerinin her bir bölmesi birbirine eşit olmak zorunda değildir. Eksenler
birbirinden bağımsız şekilde bölmelendirilir. Fakat, grafik kağıdı üzerinde birim bölümleri öyle
seçilmelidir ki , her birim bölme 2, 5 veya 10 küçük bölmeye kolayca ayrılabilsin.
5. Eksenlerin dış ucuna o eksen üzerinde yer alan büyüklüğün işaretini ve birimini yazınız.
6. Verileri grafikteki yerlerine noktalar şeklinde işaretleyiniz.
7. Noktaları birbirine birleştiren kırık bir çizgi değil, noktalara en yakın düzgün bir çizgi veya
düzgün bir eğri çiziniz. Noktalan birleştirirken bütün noktaları kullanmak zorunda değilsiniz.
8. Deneysel olarak elde edilen veriler sürekli bir çizgi halinde birleştirilir. Bu sürekli çizgi üzerinde
ölçülmeyen bir değerin bulunmasına Snterpolasyon' denir. ,Bu çizginin bittiği noktadan başlayıp
kesikli çizgiler çizerek de ölçülmeyen bir değer bulunabilir. Kesikli çizgilerin üzerinde ölçülmeyen bir
değerin bulunmasına 'ekstrapolasyon' denir.
10
9. Grafiğin adım alt kısmına yazınız. Grafiğin üzerine yazı yazmaktan ve hesaplamaları
yapmaktan kaçının. Grafiğin fonksiyon ifadesini yazmayı unutmayın.
Örnek: Sabit bir ivmede mesafenin zamana göre değişimi ölçülmüştür, a = g olduğunu varsayıyoruz.
Mesafe ve zaman arasındaki ilişki grafikte gösteriliyor.
x (m)
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
t (s)
0,15
0,21
0,26
0,29
0,32
0,35
0,37
0,4
11
4.2. GRAFİK KAĞITLARI
Değişkenler ve deneysel veriler arasındaki ilişkiye bağlı olarak seçilebilecek bir çok grafik kağıdı
vardır. Laboratuar raporlarında, genellikle bunların üçünü kullanacağız:
1. Milimetrik Grafik Kağıdı: Bu grafik kağıdında, satır ve sütunlar milimetrik olarak
bölünmüştür, ve
y=mx+n
formundaki eşitlikler bu tür kağıda çizilebilir.
Gerekirse, eğri formundaki fonksiyon doğrusallaştınlabilir. Fonksiyon y = mx2 + n olsun, y-x2 grafiği
çizilerek düz bir çizgi elde edilebilir.
2. Yarı Logaritmik Grafik Kağıdı: Bu grafik kağıdında sütunlar milimetrik olarak,
satırlar ise logaritmik olarak bölünmüştür, ve
y = abx
formundaki eşitlikler bu tür kağıda çizilebilir. Burada a ve b birer sabittirler.
Eğer bu tip bir grafik kağıdıyla çalışıyorsak, elde ettiğimiz verileri kağıt üzerine fonksiyonun
logaritmasını alarak değil, direk olarak işaretlenmeliyiz. Fakat, milimetrik kağıt ile çalıştığımızda, düz
bir çizgi elde etmek için fonksiyonun her iki tarafının da logaritmasını alarak verilerimizi
işaretlemeliyiz.
3. Log-Log Grafik Kağıdı: Bu grafik kağıdında, satırlar ve sütunların her ikisi de logaritmik olarak
bölünmüştür. Ayrıca bunların herbiri logaritmik olarak bölünmüş milimetrik satır ve sütunlardan
oluşurlar, ve
ym = axn
formundaki eşitlikler bu tür kağıda çizilebilir.
Burada m ve n birer sabittirler.
Elde ettiğimiz verileri bu grafik kağıdı üzerine direk olarak işaretlemeliyiz. Eğer milimetrik kağıt ile
çalışıyorsak, düz bir çizgi elde etmek için, fonksiyonun logaritmasını alarak verilerimizi
işaretlemeliyiz
12
01
ÖLÇMENİN TEMELLERİ
AMAÇ
1) Ölçme aletlerini tanımak
2) Ölçme ile ilgili problemleri analiz etmek,
Öğrencinin aletler ile deney tekniği arasındaki ilişkiyi anlamasını sağlamak.
3)
TEORİ
Fizik yasaları açık bir tanım gerektiren temel büyüklükler(nicelikler) cinsinden ifade
edilir. Mekanikte, üç temel büyüklük uzunluk (L), kütle (M) ve zaman (T) dır. Uzunluk, kütle
ve diğer temel büyüklükler için belirlenmiş standartlar vardır. Bu standartlara SI birim sistemi
denir. Bu sistemde uzunluk, kütle ve zaman birimi sırasıyla metre (m), kilogram (kg) ve
saniyedir (s).
Alan
Sistem
Hacim
2
3
Hız
Frekans
(L )
(L )
(L/T)
(1/T)
SI
m2
m3
m/s
s-1
CGS
cm2
cm3
cm/s
s-1
Herhangi bir maddenin yoğunluğu (ρ) birim hacimdeki madde miktarı olarak
tanımlanır:

m
V
Örneğin, alüminyumun yoğunluğu 2.70 g/cm3, kurşunun yoğunluğu 11.3 g/cm3’tür. Yani,
10.0 cm3 hacmindeki bir parça alüminyumun kütlesi 27.0 gram iken, eşdeğer hacimdeki bir
parça kurşunun kütlesi 113 gramdır.
Madde
Yoğunluk (103 kg/m3)
Kurşun
11.3
Demir
7.86
Alüminyum
2.7
Magnezyum
1.75
Tablo 1: Bazı maddelerin hacimleri
13
Resim 1-Deney Seti
Kumpas aleti ve mikrometreler uzunluk, kalınlık ve çapları doğru bir şekilde ölçmek
için kullanılır. Hassas terazi kütle ölçmek için kullanılır.
Vernier kumpası doğru ve kesin ölçümler yapmak için kullanılır. Cismlerin iç, dış ve
derinlik ölçümleri yüksek doğrulukla yapılır.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Dış çene: bir cismin dış çapını ve genişliğini ölçmek için kullanılır.
İç çene: iç çapı ölçmek için kullanılır.
Derinlik ölçer: bir cismin veya deliğin derinliğini ölçmek için kullanılır.
Ana skala: milimetrik skala.
Ana skala: inç skalası.
Vernier skalası: 0.1mm’e kadar küçük aralıkları ölçer.
Vernier skalası: inç’den daha küçük aralıkları gösterir.
Sabitleyici : hareketli parçayı sabitlemek için kullanılır.
14
İsim ve Soyisim
Tarih
Deney Numarası
01
NOTLAR (100 PUAN)
Rapor (70 puan)
Performans (30 puan)
RAPOR
1.
Aşağıdaki nesnelerin kütlesini ölçün ve daha sonra hacimlerini ve yoğunluklarını
hesaplayınız. Bütün şekilleri çizin ve hesaplamaları açıkça gösteriniz.
CİSİMLER
Adı
Kütle
(g)
Hacim
(cm3)
ρ
Yoğunluk
(g/cm3)
Cisim 1
Cisim 2
Cisim 3
Cisim 1 için çalışma alanı
15
Cisim 2 için çalışma alanı
Cisim 3 için çalışma alanı
16
SONUÇLAR ve SORULAR
1.
Aşağıdaki tabloyu doldurun. Tam puan alabilmek için en az 5 hesaplamayı boş bir alanda
gösterin..
pm
nm
µm
mm
cm
dm
m
km
piko (nano) (mikro) (mili) (santi) (desi) (metre) (kilo)
1 pm
1 nm
1
10-3
10-12
1
1 µm
1 mm
10-5
1
1
1 cm
1 dm
1
1
1
1m
1 km
1
Örnek : 1 pm = ……?..... nm
1 pm = 10-12 m ve 1 nm = 10-9 m olduğuna göre (1 pm / 1 nm) = 10-3’dür ,
yani
1 pm = 10-3 nm’ dir.
2.
Yoğunluğu ρ olan bir maddeden, iç yarıçapı r , dış yarıçapı R olan içi boş bir silindir
yapmak için kullanılacak miktar (kütle) ne olur?
17
ÇALIŞMA SAYFASI
18
VEKTÖRLER VE STATİK DENGE
02
AMAÇ
Bu deneyin amacı dengeki bir cisme etki eden kuvvetlerin vektörel toplamının sıfır olduğunu
göstermektir.
TEORİ
Deney öncesi soru: Eğer bir cisim iki iple şekildeki gibi asılırsa hangi ipte daha büyük bir
gerilme olur.?
Şekil 1 ve 2- Cismin iplere asılması ve kuvvet vektörlerinin gösterilmesi
Dengedeki bir cisme etki eden kuvvetlerin vektörel toplamı sıfırdır.

F
i
0
(1)
i
19
Bu, x ve y yönlerindeki kuvvet bileşenlerinin her birinin toplamının sıfır olmasını gerektirir.

 F 
i x
0
(2)
0
(3)
i

 F 
i y
i
Örneğin, eğer bir cisme (Şekil-2’de gösterildiği gibi) 3 kuvvet etki ediyorsa Denklem 1ve
2’ye göre
F2 x  F1x  0
(4)
F2 cos  2  F1 cos 1  0
(5)
olarak yazabiliriz. Bu aynı zamanda x-eksenindeki vektörlerin büyüklüklerinin aynı olması
fakat yönlerinin ters olması anlamına gelir:
F2 x  F1x
(6)
F2 cos  2  F1 cos 1
(7)
Buna göre,
olarak yazılır. Benzer olarak , Denklem 3’e göre
F1 y  F2 y  F3 y  0
(8)
F1 sin 1  F2 sin  2  F3  0
(9)
Olarak yazabiliriz. Ya da yukarıya doğru olan kuvetlerin büyüklüklerinin toplamı, aşağıya
doğru olan kuvvetlerin büyüklükleri toplamına eşit olmalıdır diyebiliriz:
F1 y  F2 y  F3 y
(10)
F1 sin 1  F2 sin  2  F3
(11)
20
KURULUM
Şekil 3 ve 4- Kurulum ve Açı ölçerin sıfırlanması
21
İsim ve Soyisim
Tarih
Deney Numarası
02
NOTLAR (100 PUAN)
Rapor (70 puan)
Performans (30 puan)
RAPOR
1.
Aşağıdaki kütlelerin Protractor’da yaptıkları gerilimleri okuyarak Tablo1’i doldurun.
Kütle (Gram)
Gerilim (Newton)
100
150
200
250
500
750
Tablo 1: Asılan cisimlerin ağırlıkları
2.
Aşağıdaki tabloyu doldurunuz.
Cisimler
1
2
Kuvvetin
Büyüklüğü
(Newton )
Gerilim 1
Açı
Asılan Kütleler
(g)
500
Gerilim 2
Gerilim1
750
Gerilim 2
Tablo 2: Gerilimler.
22
3.
Asılan kütlelerin ağırlıklarını tabloda gösterilen yere yazınız. Daha sonra iplerdeki
gerilimlerin x- ve y- yönündeki bileşenlerini hesaplayıp, Tablo 3’deki yerlerine yazınız.
Cisim-1
Asılan Kütlenin Ağırlığı (N)
x-bileşeni
Gerilim1
y- bileşeni
x- bileşeni
Gerilim 2
y- bileşeni
Cisim-2
Asılan Kütlenin Ağırlığı (N)
x- bileşeni
Gerilim1
y- bileşeni
x- bileşeni
Gerilim2
y- bileşeni
Table 3: Gerilimlerin bileşenleri
4.
x-bileşenlerinin ve y-bileşenlerinin toplamlarını ayrı ayrı hesaplayınız. Toplamlar
Sol
toplamı
Sağ
y-bileşenleri
Üst
toplamı
Alt
x-bileşenleri
Sol
toplamı
Sağ
y-bileşenleri
Üst
toplamı
Alt
Fark
x-bileşenleri
Fark
Cisim-2
Cisim -1
arasındaki farkları bulunuz.
Table 4: Sonuçlar.
5. Milimetrik bir grafik kağıdına cisimlerin serbest cisim diyagramlarını çiziniz. (Cisim-1’e
etkiyen kuvvet vektörlerini gösterin. Cisim-2’ye etkiyen kuvvet vektörlerinin uç uca
toplayın. )
23
SONUÇLAR VE SORULAR
1. Soruya yaptığınız deneyi göz önünde bulundurarak cevap verin: Eğer Protractorler
arasındaki mesafe 900 mm olursa, iplerin uzunluğu ne olur? Soruya şekil çizerek ve
hesaplamaları açıkça göstererek cevap verin.
2. Bu deneydeki hata kaynakları nelerdir?
24
SERBEST DÜŞME
03
AMAÇ
1. Serbest düşme süresiyle yükseklik arasındaki fonksiyonel ilişkiyi bulmak
2. Serbest düşen cismin hareketini incelemek ve hassas cihazlar kullanarak yerçekimi
ivmesini bulmak.
TEORİ
m kütleli bir cisim, durağan haldeyken sabit yerçekimi ivmeli bir ortamda
ivmelendirilirse, (yerçekimi kuvveti mg ), cisim doğrusal hareket yapar. Düşey eksen
koordinatını h ile gösterip hareketi Newton’ın 2. Kanununa gore çözebiliriz.
m
d 2 h(t )
 mg
dt 2
Başlangıç koordinatını ve hızını “0” alırsak,
h(0)  0 ;
dh(0)
0
dt
Yüksekliğin ( h ) zamana (t) göre fonksiyonu aşağıdaki gibi olur.
h(t ) 
1 2
gt
2
25
Resim 1: Serbest düşme deney düzeneği
KURULUM
1. Kurulum Resim.1’de gösterilmiştir. Elektriksel olarak iletken bir metal küre devre
kapalı olduğunda mıknatıslanma etkisiyle yukarıda tutuluyor.
2. Metal kürenin bulunduğu sehpanın yüksekliği vidayı gevşetip sıkarak el yordamıyla
ayarlanabiliyor. Küre bırakılmak istenen yüksekliğe getirilince, sehpadaki mandala
basılarak kürenin düşmesi sağlanır. Küre kırmızı bölgeye çarptığında cihaz serbest
düşme süresini gösterir.
26
İsim ve Soyisim
Tarih
Deney Numarası
03
NOTLAR (100 puan)
Rapor ( 70 puan )
Performans ( 30 puan )
RAPOR
1. Aşağıda verilen tabloya, her yükseklik değeri için serbest düşme süresini giriniz.
Sonra sürenin karesini alınız.
h (yükseklik)
t (zaman)
t2
(metre)
(saniye)
(saniye kare)
27
2. h  f (t ) grafiğini çiziniz.
3. h  f (t 2 ) grafiğini çiziniz ve bu grafik üzerinde yerçekimi ivmesini bulunuz.
4. Yerçekimi ivmesinin gerçek değerini 9.81 m/s2 alarak deneyde yaptığınız yüzdesel
hata payını bulunuz.
SORULAR
1. Bu deneydeki muhtemel hata kaynakları nelerdir ?
2. Bir cisim neden yere düşer ? Cisme etki eden net kuvvet nedir ?
3. Bir top 30 metre yukarıdan 8.00 m/s hızla aşağı doğru atılıyor. Top ne kadar süre
sonra yere çarpar ?
28
HOOKE YASASI
04
AMAÇ
1. Sarmal yayların yay sabitini bulmak.
2. Seri ve paralel bağlı yayların bileşke yay sabitini bulmak.
TEORİ
Sarmal yaylara bir kuvvet etki ettiği zaman, yayda meydana gelen deformasyon büyük
ölçüde yayın yapıldığı maddenin cinsine ve uygulanan dış kuvvetlerin yönüne bağlıdır. Dış
kuvvetler yok olursa, yaydaki iç kuvvetler yayı bağlangıç pozisyonuna getirebilir. Böylece
yay ilk şeklini kazanır. Eğer sapma miktarı ( l ), yayın başlangıç pozisyonu olan l0’dan çok
büyük değilse, yayın geri çağırıcı kuvveti F, yaydaki uzama (ya da sıkışma) miktarıyla (l )
orantılıdır :


F  kl
(1)
Bu yasa Hooke Yasası olarak bilinir ve orantı katsayısı k, yay sabiti adını alır.
Seri Bağlı Yaylar:
Seri bağlı iki yay düşünelim. İkinci yayın ucuna m kütlesi bağlı olsun. İki yaya da aynı
kuvvet etki eder. Bu yüzden,
F  k1l1  k2 l2
(2)
29
l1 ’i l 2 cinsinden çözersek ,
l1 
k2
l2
k1
(3)
Bileşke yay sabitini bulmaya çalışıyoruz. O yüzden,
F  kbi (l1  l2 )
(4)
l1  l2  l kütlenin toplam yer değiştirmesidir. (3)’ü kullanarak, (2) ve (4)’ü
eşitlediğimizde,
k 2 l 2  k bi (
k2
l 2  l 2 )
k1
(5)
Her iki tarafı l 2 ’ye bölersek
k 2  k bi (
k2
 1)
k1
(6)
Böylece seri bağlı yayların bileşke yay sabitini veren ifadeyi elde etmiş oluruz.
1
1 1
 
kbi k1 k 2
(7)
Paralel Bağlı Yaylar :
30
Şimdi paralel olarak tutulan ve altlarına bir kütle yerleştirilmiş iki yay düşünelim.
Öyle ki, iki yayın da uzama miktarı aynı olsun. Yaylar tarafından uygulanan kuvvet :
F  k1l  k 2 l  k bi l
(8)
Böylece bileşke yay sabiti aşağıdaki gibi bulunur :
k bi  k1  k 2
(9)
YAY – KÜTLE SALINIMI
Yaya bağlı ve yerçekimi kuvveti etkisiyle salınım yapan kütlenin salınım periyodu
bulunabilir.
Resim – 3
Dengedeyken, kütle, zıt yönde etki eden iki kuvvetin etkisiyle havada asılı kalır : aşağı yönlü
yerçekimi kuvveti ve yukarı yönlü yay geri çekme kuvveti. (bkz Res.3) Böylece,
G = mg = F = kΔLo
(10)
k yay sabiti ve ΔLo yayın gerilmesiz haline göre uzama miktarı olmak üzere.
Kütle denge konumundayken çekilip bırakılırsa salınım yapmaya başlar. y kadar yükseklikte,
kütleye etki eden net kuvvet :
Fnet = mg – kΔL = m.a
(11)
31
Kütlenin denge pozisyonunu referans noktamız olarak seçersek, ΔL aşağıdaki gibi yazılabilir :
ΔL = ΔLo + y
(12)
(10)’u kullanarak (12)’yi (11)’e koyarsak,
d2y
dt 2
Fnet = mg – kΔLo – ky = – ky = m.a = m
(13)
d2y
d2y
k
= – y = – ω2y
m 2 = – ky →
2
m
dt
dt
Burada ω =
k
salınımın açısal frekansıdır.
m
d2y
= – ω2y
dt 2
(14)
Son denklemin çözümü bize pozisyon, hız ve ivmeyi verir :
y(t) = Ao cos(ωt + φ)
(15)
v(t) = – Ao ω sin(ωt + φ)
(16)
a(t) = – Ao ω2 cos(ωt + φ)
(17)
Ao salınımın genliği ve φ faz sabitidir.
Açısal hız ve periyot arasındaki ilişkiden yararlanarak periyot bulunabilir :
T
2

 2
m
k
(18)
32
İsim ve Soyisim
Tarih
Deney Numarası
04
NOTLAR(100 puan)
Rapor ( 70 puan )
Performans ( 30 puan )
RAPOR
1. Birinci yay olarak kırmızı yayları kullanınız. Yayın ucuna sırasıyla hocanızın size
söyleyeceği kütleleri asınız. Kütlelere uygulanan yer çekimi kuvvetini F=mg eşitliğini
kullanarak hesaplayınız. Şerit metreyi kullanarak yayın ilk ve son uzunluğunu ölçerek
uzunluk farkını hesaplayınız.
2. Tablo 1.1’i kullanarak Yay 1 için F’e karşı ΔL grafiği çiziniz.
3. Grafiğin eğiminden Yay 1’in yay sabitini bulunuz. Yüzdesel hata payını hesaplayınız.
İlk uzunluk Lo=
Yay 1 =
F (N)
ΔL (cm)
ΔL (m)
kyay 1=……………………..……(grafiğin eğiminden)
kyay 1=…..………………………(teorik)
Yüzdesel hata =………………
Tablo 1.1: Yay 1’in Hooke yasasıyla yay sabitinin bulunması.
33
4.
İkinci yay olarak mavi yayları kullanınız. Yayın ucuna sırasıyla hocanızın size
söyleyeceği kütleleri asınız. Kütlelere uygulanan yer çekimi kuvvetini F=mg eşitliğini
kullanarak hesaplayınız. Şerit metreyi kullanarak yayın ilk ve son uzunluğunu ölçerek
uzunluk farkını hesaplayınız.
5. Tablo 2.1’i kullanarak Yay 2 için F’e karşı ΔL grafiği çiziniz.
6. Grafiğin eğiminden Yay 2’in yay sabitini bulunuz. Yüzdesel hata payını
hesaplayınız.
İk uzunluk Lo :
Yay 2
F (N)
ΔL (cm)
ΔL (m)
kyay 2=……………………… (grafiğin eğiminden)
kyay 2=……………………….(teorik)
Yüzdesel hata =………………
Tablo 2.1: Yay 2’in Hooke yasasıyla yay sabitinin bulunması.
34
5.
Deneyi mavi yayları uç uca ekleyerek tekrarlayın. Tablo 3’ü kullanarak seri bağlı yaylar
için F’e karşı ΔL grafiği çiziniz. Grafiğin eğiminden yararlanarak seri bağlı yaylar
için bileşke yay sabitini bulunuz. Yüzdesel hata payını hesaplayınız.
Seri bağlı yaylar
İlk uzunluk Lo :
ΔL (cm)
F (N)
ΔL (m)
kseri = ………………………(grafiğin eğiminden)
kseri = ………………………(teorik)
Yüzdesel hata =………………
Tablo 3: Hooke Yasasıyla seri bağlı yayların bileşke yay sabitinin bulunması.
6.
Deneyi kırmızı yayları yan yana asıp, uçlarına askı elemanını takarak tekrarlayın. Tablo
4’ü kullanarak paralel bağlı yaylar için F’e karşı ΔL grafiği çiziniz.. Grafiğin eğiminden
yararlanarak paralel bağlı yaylar için bileşke yay sabitini bulunuz. Yüzdesel hata
payını hesaplayınız.
Paralel bağlı yaylar
F (N)
İlk uzunluk Lo :
ΔL (cm)
ΔL (m)
kparalel= ………………………(grafiğin eğiminden)
kparalel = ………………………(teorik)
Yüzdesel hata =………………
Table 4: Hooke Yasasıyla paralel bağlı yayların bileşke yay sabitinin bulunması.
35
SORU
1. Bu deneydeki muhtemel hata kaynakları nelerdir ?
36
SÜRTÜNME KUVVETİ VE BASİT
SARKAÇ
05
AMAÇ
1) Farklı yüzey alanları ve farklı yüzey dokuları için kinetik ve statik sürtünme
katsayılarının belirlenmesi.
2) Basit sarkacık periyodunun hesaplanması ve ölçülmesi.
SÜRTÜNME TEORİSİ
Kinetik ve statik sürtünme kuvveti birbiri üzerinde kayan iki malzemenin özelliklerine
bağlıdır. Bu kuvvet, kayan gövde ağırlığı ile orantılı fakat kayma alanı boyutundan
bağımsızdır.
Kinetik sürtünme katsayısı kinetik sürtünme kuvveti ve bloğun ağırlığının oranlamasıyla
elde edilebilir. Aynı sürtünme yüzeylerine sahip farklı malzeme dokuları için sürtünme
kuvvetlerinin karşılaştırması sürtnme kuvvetinin açıkça malzemenin cinsine bağlı olduğunu
gösterir.
Statik sürtünme kuvveti birbiri üzerinde kayan cisimlerin cinsine bağlıdır. Uygulanan
basınçla artar. Her durumda statik sürtünme dinamik sürtünmeden büyüktür.
Figür – 1
Eğim açısı θ nın ayarlanabildiği bir durumu gözönüne alalım. Ststik sürtünme katsayısının
denge kuvvetlerini ayarlayarak hesaplayabiliriz. Şekil-1 de verilen denge kuvvetleri için
f = mg.sinθ
(1)
olur. Aynı zamanda,
f = μ N = μ mg.cosθ (2)
37
olduğu aşikardır. Bu durumda denklem-2 yi denklem-1’ eşitlersek bloğun kaymaya
başlamadan hemen önceki açı değeri kritik θ açısı ve bu açı için hesaplanan statik sürtünme
katsayısı da
μstatic = tanθ
(3)
olur.
KURULUM ve İŞLEYİŞ
Kinetik Sürtünme
Figür – 2
1. Eğik düzlemi yatay olarak mgnetik tahtaya yerleştirin.
2. Sürtünme bloğunu en büyük yüzeyi eğik düzlemin en ucuna gelecek şekilde yerleştirin.
3. Şekil-2 deki gibi blok ve dinamometre nin kancalarını iple bağlayın.
4. Blok sabit bir hızda ilerleyecek şekilde dinamometreyi çekin.
5. Bu hareket boyunca dinamometreden okuduğunuz değerleri not edin.
7. Aynı deneyi küçük yüzey içinde tekrarlayın
38
Statik Sürtünme
Şekil 3
1. Eğik düzlemi yatay olarak mgnetik tahtaya yerleştirin.
2. Eğik düzlemin eğim açısını ölçmek için şekil-3 deki gibi bir çekül yerleştirin.
3. Sürtünme bloğunu en büyük yüzeyi eğik düzlemin en sağına gelecek şekilde yerleştirin.
4. Yavaşça eğik düzlemin aısını artırarak bloğun kaymaya başladığı açıyı not edin.
5. Aynı deneyi küçük yüzey ve farklı yüzey için tekrarlayın.
BASİT SARKAÇ – TEORİ
Şekil 4: Basit Sarkaç
Basit sarkaç periyodik hareket yapan mekanik bir sistemdir ve L uzunluğunda hafif bir ipe
asılı m kütleli küçük bir cisimden oluşur (Şekil 4). Hareket dikey bir düzlemde yer çekimi
altında oluşur.
39
θ çok küçük olduğunda, basit sarkaç düzeneği θ ≈ 0 denge konumu civarında basit harmonik
hareket yapar. Geri çağrıcı kuvvet, “- mgsinθ”, yaya
teğet olan yerçekimi kuvvetinin
bileşenidir.
Teğetsel yönde Newton’un ikinci hareket yasasını uygularsak:
s = Lθ ve L sabit olduğundan, bu denklem
θ nın küçük değerleri için sinθ ≈ θ alınabilir. Bu durumda,
ve
Buna göre hareketin periyodu:
Şekil 5
40
KURULUM
1. Magnetik cetveli Şekil 5’deki gibi yerleştirin.
2. Sarkacın uzunluğu tahtadaki cetvelden direk olarak okunabilir.
3. Çok küçük bir açı için sarkacı serbest bırak
4. Kronometreden 10 periyot için geçen süreyi oku ve Tablo 3’e kaydedin.
5. Daha sonra ağırlıkları artırarak(uzunluk sabit kalmak şartıyla) yukardaki ölçümü
tekrarlayıp Tablo 3’e kaydedin.
6. Yukardaki deneyi 4 farklı uzunlukta fakat sabit bir kütle için tekrarlayarak Tablo 4’e
kaydedin.
41
İsim ve Soyisim
Tarih
Deney Numarası
05
NOTLAR (100 puan)
Rapor ( 70 puan )
Performans ( 30 puan )
REPORT
KISIM I: STATİK SÜRTÜNME
1. Açı değerlerini hesaplayarak μ-static sabitini hesaplayınız.
Geniş yüzey
Dar Yüzey
Kaplama Yüzey
Açı (°)
Ağırlık (N)
μ-statik
Tablo 2: Statik sürtünme katsayısı
KISIM II: BASİT SARKAÇ
2.
Sarkaç uzunluğunu sabit tutarak kütleyi değiştirerek periyodu ölçünüz. Teorik değeri
hesaplayınız ve hata hesabı yapınız
Saykacın
boyu (m)
Kütle (kg)
20 periyot
için süre (s)
Periyot (s)
(deneysel)
Periyot (s)
(teorik)
%HATA
Tablo 3: Kütleye göre değişen periyot.
42
3.
Sarkacın kütlesini sabit tutarak boyunu değiştiriniz, periyodunu ölçünüz, deneysel
periyodu hesaplayınız ve hata hesabı yapınız.
Saykacın
boyu (m)
Kütle (kg)
10 periyot
için süre (s)
Periyot (s)
(deneysel)
Periyot (s)
(teorik)
%HATA
Table 4: Değişen uzunluğa bağlı periyot.
SORULAR
1. Kinetik ve statik sürtünme katsayıları arasında nasıl bir bağıntı vardır. Hangisi daha
büyüktür? Neden?
2. Temas halindeki cisimlerde kinetik ya da statik sürtünme katsayılarından herhangi biri
temas yüzeyinin büyüklüğüne bağlı mıdır?
3. Basit sarkacın periyodu asılan kütleyle nasıl değişir?
4. Basit sarkacın periyodu sarkacın boyu ile nasıl değişir?
43
44
06
MERKEZCİL KUVVET
AMAÇ
1. Merkezcil kuvvetin kütlenin fonksiyonu olarak nasıl değiştiğinin belirlenmesi.
2. Merkezcil kuvvetin açısal hızın fonksiyonu olarak nasıl değiştiğinin belirlenmesi.
TEORİ

Açisal hızı  olan bir bir sistemde, noktasal bir cisim üzerine etki eden kuvvet (kütle:

m, konum vektörü r ) :
 2


2

r 
v2
Fcent  m
m
 m  r  m 2 r
r
r
olur. Burada açısal hızı

(1)
d
= sabit ile tanımlanır ( Fig.1).
dt
Şekil 1: Bir dönme referans sistemi.
45
KURULUM
Şekil 2: Merkezcil kuvvet deneyi kurulumu.
1. “Sabit kütle” ve “kayan kütle” tutucularına aynı miktarda kütle yerleştir.
2. Kablo ve ipleri ölçümleri etkileyecek şekilde konumlanmadığından emin ol.
3. Gerkli bağlantıların yapıldığından emin olduktan sonar bilgisayardaki program
kullanarak gerekli ölçümleri kaydet.
46
İsim ve Soyisim
Tarih
Deney Numarası
06
NOTLAR (100 puan)
Rapor ( 70 puan )
Performans ( 30 puan )
RAPOR
1. Merkezcil kuvvetin açısal hızın fonksiyonu olarak bulunması:
Bu deneyde, değişen hızlar için ipteki gerilimleri ölçeceksiniz. Sabit yarıçap ve sabit kütle
varken hız azalmaktadır.
a) Kütle tutucuya 100 g kütle yerleştir.
b) Sabit tutucu ve kayan tutucuyu 20 cm civarında sabitle.
c) Dönem platformunu normal bir hızda çevir.
d) Bilgisayardaki DataStudio yazılımını kullanarak, tablo-1 de açısal hız kuvvet
değerlerini kaydet.
ω (s-1)
F(N)
Tablo 1: Kuvveti açısal hızın fonksiyınu olarak belirlenmesi.
2.
Tablo 1 deki verileri kullanarak Kuvvet-açısal hız grafiğini çizin!
47
3.
Merkezcil kuvvetin, kütlenin fonksiyonu olarak belirlenmesi:
Deneyin bu kısmında, sabit açısal hız ve yarıçap için farklı kütlelere karşılık gelen
kuvvet değerleri ölçülecektir.
m (g)
F(N)
 (s-1) (constant)
50
100
150
200
Tablo 2: Merkezcil kuvvetin kütlenin fonksiyonu olarak belirlenmesi.
4.
Tablo 2 deki dataları kullanarak kütle-kuvvet grafiği çizin. Grafiğin eğiminden
faydalanarak (F/m) , ω2r değeri için hata hesabı yapın!
SORULAR
1. Bu deneydeki muhtemel hataların sebepleri neler olabilir?
2. Bu deneyden çıkarabileceğiniz sonuçlar nelerdir?
48
Download

fizik - Bahçeşehir Üniversitesi