YAYLARI TANIYALIM

Kuvvet uygulandığında bazı cisimlerin şekillerinde değişiklikler olduğunu, uygulanan kuvvet ortadan kalktığında ise bu cisimlerin ilk şekillerine döndüklerini fark ettiniz mi? Bu tür cisimlere, esnek cisimler dendiğini biliyor musunuz? Örneğin, giydiğimiz bazı tişört ve çoraplar esnektir. Onları, giyebilmek için gereriz. Çıkardığımızda ise bu giysiler, ilk şekillerine döner. Oyun hamuru ve cam macunu gibi maddeler esnek değildir. Onlara kuvvet uyguladığımızda şekillerini değiştirebiliriz. Fakat uyguladığımız kuvvet ortadan kalktığında bu maddeler eski hâllerine dönmezler. Yay gibi cisimler esnektir. Gererek ya da sıkıştırarak onların şekillerini değiştirebiliriz. Uyguladığımız kuvveti ortadan kaldırdığımızda ise yay eski hâline döner.








İlk etkinliğimizde yayların esnemesinin nelere bağlı olduğunu görelim.



İkinci etkinliğimizde yayların esnemesinin yayların kalınlığına bağlı olduğunu göstermekte.


Bir yaya uygulanan kuvvetin büyüklüğü, yayın gerilmesini veya sıkışmasını nasıl etkiler?

Bir cismi, yayın ucuna astığımızda cismin ağırlığından dolayı yay uzar. Fakat yay da asılı olduğu cisme yukarı doğru bir kuvvet uygular. Bu yüzden cisim asıldıktan sonra, yayın ucu bir müddet aşağı ve yukarı hareket eder ve bir süre sonra durur. Bu durumda cismin ağırlığı ile yayda oluşlan kuvvet dengede olur. Cismi yaydan ayırdığımızda yayın ucu yukarı doğru hareket eder. Eğer yayın ucundan ayırdığımız cisim daha ağır olursa yay yukarı doğru daha hızlı hareket eder. Bu durum yayın, kendisini geren cisme, eşit büyüklükte ve zıt yönde bir kuvvet uyguladığını gösterir.





Acaba, bir yaya çok büyük bir kuvvet uygularsak ne olur? Bunların hepsini, 3. Etkinlikle görebilirsiniz.




DİNAMOMETRE

Bir cismin ağırlığını ölçmek için dinamometre (yaylı el kantarı) kullanıldığını biliyoruz. Yukarıdaki resimde farklı büyüklükte dinamometereler görmektesiniz.





Bir yayın dinamometre olmadan önceki haliyle cisimlerin yaya takılmasıyla yayda meydana gelen değişmeyi 4. Etkinliğimizde görelim.
Kuvvet biriminin Newton (Nivton) olduğunu ve “N” ile gösterildiğini biliyoruz. Newton biriminin kullanılışın› şu şekilde örneklendirebiliriz: Söz gelişi 100 g’lık bir çikolatanın ağırlığı yaklaşık 1N iken 1 kg’lık şeker paketinin ağırlığı yaklaşık 10N’dur.

Yukarıdaki resimde de görüldüğü gibi ağırlık ölçmek için kullanılan dinamometreler farklı şekillerde tasarlanır. Yaylarının inceliğinden ya da kalınlığından bu dinamometrelerin farklı ağırlıktaki cisimleri ölçmek için yapıldıklarını anlayabiliriz. Örneğin, ince yaydan yapılan bir dinamometre 0 – 1 N arasında ölçüm yaparken kalın yaydan yapılanı 0 – 10 N arasında ölçüm yapabilir.


5. etkinliğimizde dinamometreyle bir cismi ayda, dünyada ve de jupiter de ölçelim. Yayın uzama mikterlarına dikkat ediniz.





YAY VE BİLİM




Yaylar birçok alette kullanılmaktadır. Örnek olarak kalemde, mandalda, bisiklette, arabalarda, zımbada vs.

Fen bilimleriyle uğraşan bilim insanları için ölçme çok önemlidir. Bilim insanları yaptıkları gözlem ve araştırmalarını, uygun ölçme araçlarını kullanarak anlamlı hâle getirirler. Örneğin, bir mühendis metre ve gönye gibi araçları kullanırken bir doktor da hastasının ateşini ölçmek için termometreden yararlanır.
Gözlem ve ölçümlerin sonucunda elde edilen veriler, yorumlanarak değişkenler arasındaki muhtemel ilişkiler belirlenir. Elde edilen veriler tablo, grafik, resim, çizim ve yazılı metin gibi çeşitli yöntemlerle kaydedilir.Bunları Etkinlik 4' e bakarak gözlemleyelim.
4. Etkinlikte de görüldüğü gibi yaydaki uzama miktarı uygulanan kuvvet ile doğru orantılıdır. Yani bir lastik ya da yaya uygulanan kuvvet ne kadar artırılırsa uzama miktarı da aynı oranda artar. Günlük hayatta kullandığımız el kantarı, baskül gibi tartı araçları yayların bu özelliğine göre ölçüm yapar. Ancak uygulanan kuvvetin artırılması sonucunda lastiğin kopabileceğini veya yayın esnekliğini yitirebileceğini ve uzamanın kalıcı hâle gelebileceğini dikkate almak gerekir.
ÖZET

Bir cismi, yayın ucuna astığımızda cismin ağırlığından dolayı yay uzar. Fakat yay da asılı olduğu cisme yukarı doğru bir kuvvet uygular. Bu yüzden cisim asıldıktan sonra, yayın ucu bir müddet aşağı ve yukarı hareket eder ve bir süre sonra durur. Bu durumda cismin ağırlığı ile yayda oluflan kuvvet dengede olur.

Yaya gereğinden fazla kuvvet uygulandığında yay, esneklik özelliğini kaybeder ve eski hâline dönemez.

Günlük hayatta kullandığımız el kantarı, baskül gibi tartı araçları yayların bu özelliğine göre ölçüm yapar. Ancak uygulanan kuvvetin artırılması sonucunda lastiğin kopabileceğini veya yayın esnekliğini yitirebileceğini ve uzamanın kalıcı hâle gelebileceğini dikkate almak gerekir.