Okunma: 519 kez
Eylemsizlik momenti veya atalet momenti (SI birimi kilogram metrekare kg m2), dönme hareketi yapan bir cismin dönme eylemsizliğidir. Nasıl ki, duran bir cismin eylemsizliği cismin kütlesidir, öyle de, dönen bir cismin eylemsizliği de eylemsizlik momentidir.
Atalet(eylemsizlik) momenti kavramı iki başlık altında incelenir. Alan atalet momenti ve kütlesel atalet momenti.
Alan Atalet Momenti: Keyfi seçilen bir koordinat sistemine göre bir
cismin 2 boyutu(yüzeyi) ele alınmış olsun. Bu yüzey, keyfi seçilen
koordinat sisteminin bir eksenine dik olsun. Yüzeyin şekil değiştirmeme
isteğinin yüzeyi içine alan eksenlere göre tanımlanmış haline alan
atalet momenti denir. Cismin seçilen yüzeyine dik eksen z ekseni olsun.
Yani incelenen düzlem x-y düzlemi üzerindedir. Bu şekliyle alan atalet
momenti x eksenine ve y eksenine göre ayrı ayrı tanımlanabilir.
Eğer
eylemsizliğini bulmak istediğimiz yüzey homojen ve tek boyutlu ise
[landa]=dM/dL=M/L ; iki boyutlu ise [sigma]=dM/dA=M/A ; üç boyutlu ise
[ro]=dM/dV=M/V kullanılır. Örneğin tek boyutlu olarak bir tel düşünelim;
Ix=∫ y^^2 dM --------------- dM=(M/L).dL
Iy=∫ x^^2 dM --------------- dM=(M/L).dL
iki eksene göre tanımlanmış alan atalet momentlerinin toplamına polar atalet momenti denir
Ip= Ix + Iy
Ip=∫ (x^^2 + y^^2) dM = ∫ q^^2 dM
Bence
bunlar bir sonuca göre tanımlanmıştır. Bu tanımlar üretilen teorik
formullerde ayrı bir ifade olarak yer aldığından, böyle bir isim
verilmeye ihtiyaç duyulmuştur.
Alan atalet momenti, malzemelerin
burulması(polar atalet momenti kullanılır) ve eğilmesinde(alan atalet
momenti kullanılır) teorik formullerin içerisinde bulunmaktadır. Kısaca
yüzey şeklini değiştirmeye çalışan kuvvete koyduğu tepkidir. Görülüyor
ki birimi metre^^4 dür. yani yüzeyin alanın herhangi ufak bir değişimi
tepkiye çok fazla yansıyacaktır.
Kütlesel Atalet Momenti:
Dönme
veya salınım hareketi yapan bir cisme hareketinden dolayı, cismi
hareket ettiren bileşke kuvvetin dışında bir kuvvet etkir. Bu kuvvete
atalet kuvveti denir. Hareketin çeşitli koordinat
sistemlerinde(kartezyen koordinat sistemi, yarı kutupsal koordinat
sistemi,doğal koordinat sistemi)vektörel olarak tanımlanmasıyla , yer
vektörünün zamana göre iki kez türevi alınmasıyla ivmenin vektörel
olarak büyüklüğü belirlenmiş olur. Bu ivmenin bulunduğu kütle bir
atalet kuvveti oluşturur.
F=m.a
Bu kuvvet gürültü ve
titreşimlere neden olduğundan istenmez ve bir şekilde sönümlenmeye(yok
edilmeye) çalışılır ve buna dinamik dengeleme denir.
Kütlesel atalet momentini tanımlamak için hareketli cismin
dinamik(hareketli) ve statik(durgun) haldeki durumlarına uygun olan,
cisim üzerinden noktalar belirlenmelidir.
Genel olarak statik
cisimler tek noktaya indirgenir.Yani, durgun halde L uzunluğunda
homojen bir silindirin ağırlık ve kütle merkezi olan tam ortasına
indirgenir ve sanki cisim orada toplanmış gibi düşünülür.Fakat dönme
veya salınım hareketi yaptığında bir noktaya göre tanımlamak bazen
dinamik özellikleri yansıtmaz ve gereken, çubuğu 2 noktaya veya dönme
ya da salınım hızı arttıkça 3 noktaya indirgenebilinir.Hareketin
karmaşıklığı arttıkça kütlenin indirgendiği nokta sayısı da
arttırılabilir.Fakat 4 noktadan fazlası problemin çözümünden sapmayı
arttırır. Örnek olarak bir içten yanmalı motorun temeli olan bir
krank-biyel mekanizması düşünelim. Biyel, çok karmaşık hareket yaparak
çalışır. Dakikada 1000 devre kadar 2 noktaya, 1000 devirden sonra 3
noktaya indirgemek makuldur.

Etiketler:
Bilimler
Fizik
Eylemsizlik Momenti
Sadece kayıtlı kullanıcılar yorum yazabilirler. Lütfen hesabınıza giriş yapınız veya kayıt olunuz. |