Hareket Nedir?

Bir yerden bir başka yere geçen ve bir başka cisme ya da cismin bir bölümüne göre olan konumu zamanla değişen bir cismin ya da cismin bir bölümünün eylemi.

Hareketin Bağıllığı

Hareket kavramına bağlı iki temel özellik vardır. Bir yandan, hareket bir cismin kendine özgü bir niteliği değildir: Bir cismin ancak, başka bir cisme göre hareketi söz konusu olabilir. Nitekim, hareket halindeki bir trenin içinde oturan bir yolcu, vagona göre hareketsiz, ama yola göre hareketlidir. Öte yandan, fiziksel kendilikler olan hareket ve zaman birbirleriyle bağlantılıdır (hangisinin hangisine dayanak olduğu bilinmez). İnsan, hareketi, öznel olarak tanıdığı, zaman kavramından başlayarak mı belirlemekte, yoksa zaman kavramı, ona, kol ve bacaklarının ya da çevresindeki cisimlerin ki gibi bağıl yer değişimlerinin gözleminden mi gelmekledir. Varsayımlardan birini ya da öbürünü seçmenin bir yararı yoktur; bu da, fizikçilerin, zamanı, dördüncü bir boyut yapmalarının nedenlerinden biridir.

Koordinat Sistemleri

Bir hareket, ancak bir koordinat sistemine göre tanımlanabilir. Maddesel bir cisim düşünürsek bu cisme bağlı bir koordinat sistemi göz önüne alınabilir; bu durumda, söz konusu sistemdeki bir gözlemci, cismi hareketsiz olarak görecektir. Koordinat sistemi içinde,cismin her bir noktasının koordinatları sabit gerçek sayılarla belirlenir.

Buna karşılık, Yer’e bağlı bir koordinat sistemindeki bir gözlemci için, bu cisim hareket halindedir. Noktaların, Yer’e bağlı sistemde değerlendirilen koordinatları, zamanın fonksiyonu olur. Sözgelimi, bir ev, Yer’e bağlı bir sisteme göre hareketsiz olduğu halde, dört yıldızla belirlenen bir koordinat sistemine bağlı olacak bir gözlemci için hareketsiz değildir.

Birbirlerine göre sabit görünen yıldızların, uzayda hareketsiz bir bütün oluşturdukları söylenebilir mi? Bilimin günümüzdeki durumunda, kesin bir biçimde konuşmak henüz olanaksızdır; çünkü bu bütün, insan duyularının algılayamadığı “cisim”lere göre hareket halinde olabilir.

Bazı Hareketler

Hareketli cismin yörüngesi bir doğru olduğu zaman, hareket doğrusal, bu yörünge daire olduğunda da daireseldir. V hızının mutlak değeri sabit olduğu zaman, bu hareket düzgün, hızın karesi (v2) zamanın artan bir fonksiyonuysa hızlanan, v2 zamanın azalan bir fonksiyonuysa yavaşlayan bir hareket olur. Yörünge bir doğru ve ivme sabit olduğu zaman (bu durumda hız, zamanın fonksiyonu olarak doğrusal biçimde artar) bu harekete doğrusal ve düzgün olarak artan (ya da değişen) hareket denir. Doğrultusu sabit bir O noktasından geçen bir hareketin etkisi altında bulunan bir M maddesel noktanın hareketine merkezi kuvvet denir; bu durumda, OM yarıçap vektörünün süpürdüğü alan zamanla orantılıdır (alanlar yasası). Gezegenler, Güneş’ in çevresinde merkezi kuvvetli hareketlerle dolanırlar (bu kuvvet, Güneş gezegen uzaklığının karesiyle ters orantılıdır).

Hareket Miktarı

Bir V hızıyla hareket eden m kütleli maddesel bir noktanın hareket miktarı, mv vektörüdür. Klasik dinamikte, m kütlesi sabit olarak kabul edildiğinden,bu vektör V ile orantılıdır.
Buna karşılık bağıl dinamikte, m kütlesi sabit değildir, hıza bağlıdır. Maddesel bir sistemin hareket miktarı, kendisini oluşturan noktaların hareket miktarları toplamıdır:

p* = 2m, V.

Burada, Vi ve Mi bir A+ cisminin sırasıyla hızını ve kütlesini belirtir. Maddesel bir sistemin hareket miktarı, G eylemsizlik merkezinin VG hızıyla, sistemin M toplam kütlesinin çarpımına eşittir. Hareket miktarının zamana göre türevi, uygulanan kuvvetlerin genel bileşkesine eşit olur (hareket miktarı teoremi).

Bu teorem son derece önemlidir, çünkü sistemin eylemsizlik merkezinin hareketinin, bu eylemsizlik merkezinin çevresindeki hareketten bağımsız olarak hesaplanmasını sağlar: Nitekim bütün kuvvetlerin eylemsizlik merkezine uygulandığını varsaymak ve yukarıdaki teoremi aktaran, çözümü basit şu bağıntıyı yazmak yeterli olur:

d(MVG) _ dt

Bu bağıntı dinamikte uygulanır.

Sürtünmesiz Yada Sürtünmeli Hareket

Sürtünmesiz bir hareket, içindeki sürtünme kuvvetlerinin sıfır olduğu (sözgelimi, bir gezegenin hareketi) ya da uygulanan başka kuvvetlerin yanında sürtünme kuvvetlerinin önemsiz kaldığı (mekanizmaların, iyice yağlanmış makine parçalarının işleyiş hareketi) bir harekettir. Bu durumda, dayanaklara olan tepkiler (ya da katılar arasındaki temas tepkileri), birbirine değen iki yüzeyin ortak teğet düzlemine diktir.

Buna karşılık,sürtünmeli kuvvetlerin tanımı, genel olarak daha zordur. Bu durumda, temas tepkileri, yukarıda söz edilen teğet düzleminin normaliyle bir açı oluşturmakta, bu açının değeriyse, bazıları zor hesaplanan pek çok parametreye bağlı olmaktadır.

Sürekli Hareket

Termodinamik, bir mekanizmanın sürekli hareketinin, enerji yitimi olmadan oluşmasına olanak bulunmadığını gösterir. “Sürekli hareket” deyişi karışıklığa neden olabilir. Hiçbir sürtünmeye uğramayan hareket halindeki bir cisim (sözgelimi, bir gezegen) sonsuza kadar harekette kalabilmektedir; sürekli hareketin olanaksızlığı ilkesi, insanın yaptığı makinelere uygulanmaktadır. İnsanın, bir gökcisminin çevresinde bir cismi “uydulaştırması” halinde sürekli bir hareketi elde edeceğini de belirtebiliriz. Birinci tür, sürekli hareketi, dış ortamla ilişki kurmaksızın (yani dış ortamdan iş ve ısı almaksızın) işleyen (yani parçaları bağıl olarak sürekli hareket halinde olan) bir makineyle gerçekleştirilecektir; bu durumda hareketler, sistemin içindeki karşılıklı enerji dönüşümlerin¬den ileri gelecektir.Oysa, katı, sıvı ve gazlardaki her bağıl hareketle birlikte, sürtünme olayları da ortaya çıkmakta, bu sırada da, enerji, kazanılması olanaksız olan ısı enerjisine dönüşmektedir. Böyle bir makinenin var olmaması için bu koşul yeterlidir. İkinci türdeki sürekli hareket, ısı enerjisini tek bir ısı kaynağından alarak iş sağlayan bir makineyle gerçekleştirilir. Sözgelimi, bir gemi, deniz suyunun soğutulmasıyla elde edilecek enerjiyi kullanarak okyanusta hareket edebilir. Ancak, böyle bir makinenin gerçekleştirilmesi Carnot ilkesine göre olanaksızdır.

Bir Yıldızın Öz Hareketi

Bir yıldızın gökküresinde yıllık yer- değişimine, bu yıldızın öz hareketi adı verilir; bu yer değişim, yılda yay saniyesi olarak yıldızın açısal hızıyla belirlenir. Yıldızın öz hareketleri çok küçüktür: Bazı yıldızlar için, yılda birkaç saniyeye erişmekle birlikte, büyük çoğunluğunda yılda 0,01 saniyenin altındadır ve ancak Güneş’e yakın yıldızların öz hareketleri hesaplanabilmiştir. Yıldızların öz hareketi, konumlarının, onbeş-yirmi yıllık aralıklarla, gökölçümü fotoğrafları sayesinde karşılaştırılmaları yoluyla ölçülmektedir. Yıldızların uzay hareketindeki öbür bileşense radyal hızdır.

Hadi Paylaş!Share on FacebookTweet about this on TwitterShare on Google+Share on RedditPin on Pinterest

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir