TalebeDunyasi.Com | Öğrenci Ödev Portalı

MADDELERİN ESNEKLİĞİ

                                       Maddeler üzerlerine bir kuvvet uygulandığında, şekillerinde az veya çok olmak üzere bir değişiklik meydana gelir.

                                       Bulaşık süngerini avucumuzda sıktığımızda şekli değişir, sıkma olayını bitirdiğimizde tekrar eski şeklini alır.

                                       Bir cisme kuvvet uyguladığımızda şekli değişiyor, kuvvetin etkisi kalktığında eski şeklini alıyorsa bu tür maddelere ESNEK MADDELER denir.

Cam macunu, sakız, çamur gibi maddelere kuvvet uyguladığımızda şekli değişir. Ancak, kuvvetin etkisi ortadan kalktığında eski şekillerini almazlar bu maddeler esnek madde değildir.

                                       Her maddenin esnekliği bir birinden farklıdır.

                                       Tükenmez kalemlerinizin içinde bulunan sarmal yayın az bir kuvvetle şeklini değiştirebilirsiniz. Çelik bir tel için daha fazla kuvvet uygulamanız gerekecektir. Çelik telde uzamayı  sarmal yayda olduğu kadar kolay fark edemezsiniz.

                                       Tükenmez kalem yayına fazla kuvvet uyguladığınızda şekli değişecektir. Kuvvetin etkisi kalktığında eski şeklini almayacaktır. Buradan maddelerin esneklikleri için uygulanacak kuvvetin bir sınırı olduğu sonucuna varırız.

                                        Katı maddelerde olduğu gibi sıvı ve gaz maddeler içinde esneklikten söz edebiliriz.

                                        Katı, sıvı ve gaz maddelerin esnekliğinin nelere bağlı olduğunu inceleyelim.

KATILARIN ESNEKLİĞİ

                                         Maddelerin bir kuvvetin etkisiyle şekil değiştirmesine ( esnemesine ) ve bu özelliğin çeşitli amaçlar için kullanılmasına günlük yaşamda sıkça rastlanır.

                                         El kantarı, baskül gibi tartı araçları katıların esneklik özeliğine dayanarak ölçüm yapar. Çok değişik amaçlar için kullanılan yaylar katıların esneklik özelliği ile çalışır. Araçlarda bulunan amartösörler v.b.

                                          Esnekliği daha iyi anlamak için birlikte deney tasarlayalım;

                                          En az 0,1 mm çapında bir bakır teli çivi ile tutturalım. Bakır telin kırık ve büküklerinin olmamasına dikkat ediniz.

                                          Bakır telin diğer ucuna ağırlık asalım ve uzama miktarını bulalım.

                                          Ağırlıkları değiştirdikçe uzama miktarının da değiştiğini göreceksiniz.

                                          Bir yerden sonra bakır teliniz kopacaktır. Bu da bize esnekliğin bir sınırı olduğunu gösterir.

                                          Şimdi de bir öncekine göre daha kalın bir bakır telde, yapılanları tekrarlayalım.

                                          Her iki telin uzama miktarlarını karşılaştırdığınızda tel kalınlaştıkça uzamaların azaldığını göreceksiniz.

                                          Sonuç olarak uzama katsayısı uygulanan kuvvetin büyüklüğüne bağlıdır. Nasıl bağlı olduğunu anlamak için; kuvvet arttıkça uzama miktarı artmış, terside doğrudur, kuvvet azaldıkça uzama miktarı da azalmıştır. Uzama ile kuvvet doğru orantılıdır, diyebiliriz.

                                          Teli kalınlaştırdığımızda ise uzama miktarı azalmıştır.

                                          Buradan da varacağımız sonuç, telin kalınlığı ile ( kesiti ) uzama miktarı ters orantılıdır.

                                          Uzama miktarı = Tele uygulanan kuvvetin büyüklüğü / telin kesiti   

                                          olarak hesaplanır.

                                           Yukarıdaki deneyi başka maddeden metallerle yaptığınızda bulduğunuz değerler de farklı olacaktır. Bu da bize uzama miktarının maddeler için farklı olduğunu, esneklik katsayısının maddeler için ayırt edici bir özellik olduğunu gösterir.

                                            Kattı madde olan metaller, belirli ölçüde esneklik özelliği gösterirken bazı katıla esnek değildir. Yemek tuzu kristali, kuvartz, grafit çubuk v.b. çekildiğinde belli bir uzama olmaz. Ancak, bu katılar; maddenin türüne, şekline ve büyüklüğüne bağlı olarak uygulanan kuvvet belirli büyüklüğe ulaştığında kırılır.

                                            Deneysel ölçümde güçlükler olmasına rağmen, kırıcılık özelliği de bir katıyı diğerinden ayıran bir özelliktir.

                                            Esneklik yapılara ve makinelere uygulanması amacıyla, malzeme direnci adı altında, bir esneklik teorisi geliştirilmiştir. Böylece, beton binalarda kirişlerin biçim değiştirmesi hızla incelenebilmektedir. Esneklik teorisi, aynı zamanda, katılarda titreşim yayılmalarının incelenmesinde de kullanılır.

                                             Deprem sırasında, depreme yol açan toprak hareketlerinin kökeninin ve yayılma hızlarının, yaklaşık olarak belirlenmesine yardımcı olur. Petrol araştırmalarında da yer yuvarlağının düzeysel tabakalarında gerçekleştirilen küçük patlamalardan yararlanılır.

                                             Meraklısına;

                                             Esneklik bir cismin, biçim veya büyüklüğünü değiştiren kuvvet kaldırıldıktan sonra, ski şekline dönme özelliğidir.

                                              Zor: Bir cisimde biçim değişikliği yapan kuvvetin etkime yüzeyine oranına eşittir.

                                              Zor = Kuvvet / Kuvvetin etkidiği yüzey = F/A

                                              Zorlama: Zor etkisinde cismin şekil değiştirme oranıdır. Cismin bazı boyutlarında meydana gelen değişikliğin, bu boyutun önceki büyüklüğüne oranı ile ölçülür.

                                              Uzunluk zorlaması = ΔL /L

                                              Hooke Kanunu: Esneklik sınırları içinde bir cisimde Zor/Zorlanma oranı sabittir. Bu sabit sayıya cismi meydana getiren maddenin esneklik modülü denir.

                                              Modül = Zor/Zorlanma

                                              Young modülü Y. Uzunluk esneklik modülüdür.

                                              Y = ( F/A )/( ΔL/L) = FL/AΔL

                                              Y'nin birimleri N/m²,    dyn/cm² dir.

                                              Hacım esneklik modülü ( Balk modülü ) B.

                                              B = ΔP /( ΔV/V ) = VΔP/ΔV

                                              Makaslama ( burulma ) modülü S.

                                              S = ( F/A) / S.L = ( F/A )/Ф = F/AФ

                                               Ф = Burulma açısıdır.

Kaynak: www.uzmanfizikci.com

SIVILARIN ESNEKLİĞİ

                                     Sıvılar, katılara göre daha az esneklik özelliği gösterir. Etilalkol, karbon disülfür, civa, gliserin, su, zeytinyağı ve hidrolik yağlar esneklik özelliğinden yararlanılarak değişik amaçlar için kullanılır. Söz gelimi hidrolik yağlar, araçların fren ve damper sistemlerinde, vinç, traktör ve dozer gibi araçların kaldırma ve fren sistemlerinde kullanılır.

                                     Sıvıların basınç etkisinde kalmaları ile hacimlerinde çok küçük değişme olur ve bu değişmeyi gözle izlemek olanaksızdır. Bu nedenle, sıvılar için ayırt edici özellik olarak kullanılamaz.

                                      Yukarıda saydığımız bir çok araçta kullanılan sıvıların amacı, sıvıların basıncı, yönünü de değiştirerek iletiyor olmalarıdır. Su cenderelerinde olduğu gibi.

GAZLARIN ESNEKLİĞİ

                                              Bir kabı dolduran gaza kuvvet uygulanıp sıkıştırıldığında hacmi küçülür Kuvvet kaldırıldığında tekrar ilk hacmine döner.

                                              Bir balonu şişirip, ağzını bağladıktan sonra, parmağınızla balona kuvvet uygulayıp çekerseniz, balonun eski haline geldiğini gözlersiniz. Bu da bize gazların esnek maddeler olduğunu gösterir.

                                              Acaba gazlarda esneklik ayırt edici bir özellik midir?

                                              Gazların esneklik özelliği ile ilgili olarak yapılan bir çok deneyde, aynı hacimli değişik gaz örneklerine, aynı basınç uygulandığında, hacimlerin aynı miktar değiştiği bulunmuştur. Yani tüm gazların esneklik kat sayısı, çok yaklaşık olarak aynıdır. Bu nedenle esneklik, gazlar için ayırt edici özellik olarak kullanılamaz.

                                              Ancak gazların esneklik özelliğinden günlük yaşamda oldukça çok yararlanılır. Araçların havalı frenleri, tekerlekleri, şişme yataklar, futbol, basketbol topları gazların esneklik özelliğinin kullanıldığı yerlerden bir kaçıdır.

                                              Esneklik katılar için ayırt edici özelliktir.

                                              Sıvılar yok denecek kadar az esnektir.

                                              Gazların hepsi aynı ölçüde esneklik gösterir.

                                              Bu nedenle esneklik sıvı ve gazlar için ayırt edici bir özellik değildir.