Yay Nedir? Yaylar�n �zellikleri, �e�itleri ve Kullan�m Alanlar�

Yay Nedir? Yaylar�n �zellikleri, �e�itleri ve Kullan�m Alanlar�
MsXLabs.org

Kuvvet uyguland��nda baz� cisimlerin �ekillerinde de�i�iklikler oldu�unu, uygulanan kuvvet ortadan kalkt��nda ise bu cisimlerin ilk �ekillerine d�nd�klerini fark ettiniz mi? Bu t�r cisimlere, esnek cisimler dendi�ini biliyor musunuz?

�rne�in giydi�imiz baz� ti��rt ve �oraplar esnektir. Onlar� giyebilmek i�in gereriz. ��kard��m�zda ise bu giysiler, ilk �ekillerine d�ner. Oyun hamuru ve cam macunu gibi maddeler esnek de�ildir. Onlara kuvvet uygulad��m�zda �ekillerini de�i�tirebiliriz. Fakat uygulad��m�z kuvvet ortadan kalkt��nda bu maddeler eski h�llerine d�nmezler.
Yay gibi cisimler esnektir. Gererek ya da s�k��t�rarak onlar�n �ekillerini de�i�tirebiliriz. Uygulad��m�z kuvveti ortadan kald�rd��m�zda ise yay eski h�line d�ner.

Bir yaya uygulanan kuvvetin b�y�kl��, yay�n gerilmesini veya s�k��mas�n� nas�l etkiler?
Bir cismi, yay�n ucuna ast��m�zda cismin a��rl��ndan dolay� yay uzar. Fakat yay da as�l� oldu�u cisme yukar� do�ru bir kuvvet uygular. Bu y�zden cisim as�ld�ktan sonra, yay�n ucu bir m�ddet a�a�� ve yukar� hareket eder ve bir s�re sonra durur. Bu durumda cismin a��rl�� ile yayda olu�an kuvvet dengede olur. Cismi yaydan ay�rd��m�zda yay�n ucu yukar� do�ru hareket eder. E�er yay�n ucundan ay�rd��m�z cisim daha a��r olursa yay yukar� do�ru daha h�zl� hareket eder. Bu durum yay�n, kendisini geren cisme, e�it b�y�kl�kte ve z�t y�nde bir kuvvet uygulad��n� g�sterir.
Acaba, bir yaya �ok b�y�k bir kuvvet uygularsak ne olur?
G�nl�k hayatta kullan�lan yaylar�n esneklik �zelli�i farkl�d�r. Farkl� kal�nl�kta ve uzunluktaki yaylar farkl� esneklik �zelli�ine sahiptir. (Amortis�rlerdeki yaylar kal�n ve sert, kalemdeki yay ince ve yumu�akt�r). Yaya gere�inden fazla kuvvet uyguland��nda yay, esneklik �zelli�ini kaybeder ve eski h�line d�nemez. Yap�m�nda yay kullan�lan aletler tasarlan�rken yay ile bu yaya uygulanacak kuvvetin uygun �zellikte olmas�na dikkat edilir. Bir cismin a��rl��n� �l�mek i�in dinamometre (yayl� el kantar�) kullan�ld��n� ��renmi�tik. Bir elmay� dinamometreye ast��m�zda elman�n a��rl�� dinamometrenin i�indeki yay� uzat�r. E�er ayn� dinamometreye bir paket elma asarsak yay bu kez daha fazla uzar. ��nk� bir paket elman�n a��rl�� daha fazlad�r. Kuvvet biriminin Newton (Nivton) oldu�unu ve �N� ile g�sterildi�ini biliyoruz. Newton biriminin kullan�l��n� �u �ekilde �rneklendirebiliriz:
S�z geli�i 100 g�l�k bir �ikolatan�n a��rl�� yakla��k 1 N iken 1 kg�l�k �eker paketinin a��rl�� yakla��k 10 N�dur.
A��rl�k �l�mek i�in kullan�lan dinamometreler farkl� �ekillerde tasarlan�r. Yaylar�n�n inceli�inden ya da kal�nl��ndan bu dinamometrelerin farkl� a��rl�ktaki cisimleri �l�mek i�in yap�ld�klar�n� anlayabiliriz. �rne�in, ince yaydan yap�lan bir dinamometre 0 � 1 N aras�nda �l��m yaparken kal�n yaydan yap�lan� 0 � 10 N aras�nda �l��m yapabilir. A�a��daki resimlerden de anla��laca�� gibi, yaylar bir�ok alette kullan�l�r. Yaylar�n bu aletlerde hangi ama�larla kullan�lm�� olduklar�n� a��klayal�m. Yap�m�nda yay kullan�lan aletlere �evremizden ba�ka �rnekler verelim.
Fen bilimleriyle u�ra�an bilim insanlar� i�in �l�me �ok �nemlidir. Bilim insanlar� yapt�klar� g�zlem ve ara�t�rmalar�n�, uygun �l�me ara�lar�n� kullanarak anlaml� h�le
getirirler. �rne�in, bir m�hendis metre ve g�nye gibi ara�lar� kullan�rken bir doktor da hastas�n�n ate�ini �l�mek i�in termometreden yararlan�r. G�zlem ve �l��mlerin sonucunda elde edilen veriler, yorumlanarak de�i�kenler aras�ndaki muhtemel ili�kiler belirlenir. Elde edilen veriler tablo, grafik, resim, �izim ve yaz�l� metin gibi �e�itli y�ntemlerle kaydedilir. �imdi bir lasti�e ya da yaya farkl� b�y�kl�kteki a��rl�klar� asarak bir dinamometre yapmaya ne dersiniz?
Lastikteki uzama miktar� uygulanan kuvvet ile do�ru orant�l�d�r. Yani bir lastik ya da yaya uygulanan kuvvet ne kadar art�r�l�rsa uzama miktar� da ayn� oranda artar. G�nl�k hayatta kulland��m�z el kantar�, bask�l gibi tart� ara�lar� yaylar�n bu �zelli�ine g�re �l��m yapar. Ancak uygulanan kuvvetin art�r�lmas� sonucunda lasti�in kopabilece�ini veya yay�n esnekli�ini yitirebilece�ini ve uzaman�n kal�c� h�le gelebilece�ini dikkate almak gerekir.

�nemli not:

Esneklik potansiyel enerjisi s�k��t�rma veya gerilme miktar�na ve maddenin esneklik �zelli�ine ba�l�d�r.
Her yay�n esneklik potansiyel enerjisi farkl�d�r. Bu enerji yay�n esnekli�i , sertli�i , yap�ld�� maddenin cinsine ve yay�n helozon say�s�na ba�l�d�r.
Esnekli�ini kaybeden bir yay eski haline d�nemez.

Yaylar�n Olu�turdu�u Kuvvetler
Yaylar�n �eklinin de�i�tirilmesi yani gerilmesi veya s�k��t�r�lmas� i�in kuvvet uygulanmas� gerekir. Yaylar�n �eklinin de�i�tirilmesi i�in uygulanan kuvvetler germe ve s�k��t�rma kuvvetleridir. Yaylara uygulanan kuvvetler ortadan kalkt��nda yaylar eski haline yani denge durumuna geri d�nerler.
Bir yaya germe veya s�k��t�rma kuvveti uyguland��nda etki � tepki prensibine g�re yayda uygulanan kuvvete z�t y�nde ve e�it b�y�kl�kte itme ve �ekme kuvveti uygular.
Yaylar� s�k��t�rmak veya germek i�in uygulanan kuvvet artt�r�ld��nda yayda olu�an itme veya �ekme kuvveti ile yaylar�n s�k��ma veya gerilme miktarlar� da artar. Bu nedenle yaylar� s�k��t�rmak veya germek i�in uygulanan kuvvet ile s�k��ma veya gerilme miktar� do�ru orant�l�d�r.
Yay�n s�k��t�r�lmas� veya gerilmesi i�in uygulanan kuvvetler ortadan kalkt��nda yaylar�n eski hallerine d�nme h�zlar� artar.
Yaydaki gerilme (uzama) veya s�k��ma miktar�, yaya uygulanan germe veya �ekme kuvveti ile do�ru orant�l�d�r.
Sembol Birim: (SI)
Birim: (CGS)
Kuvvet: F
Newton [N]: Dyn
Yay Sabiti: k (N/m, dyn/cm)
Gerilme veya S�k��ma Miktar�: x (m, cm)

F = k . x

F → Yaya uygulanan germe veya s�k��t�rma kuvveti
k → Yay�n yap�ld�� maddeye ba�l� olan yay sabiti
x → Yaydaki gerilme (uzama) veya s�k��ma miktar�

k yay sabiti ile yay�n esnekli�i ve hassasl�� do�ru orant�l�d�r.

a) Germe ve �tme Kuvveti
Yaylar� germek i�in kuvvet uyguland��nda etki � tepki prensibine g�re gerilen yay esneklik �zelli�inden dolay� eski haline geri d�nebilmek i�in itme kuvveti uygular. Yaylar� germek i�in uygulanan kuvvet artt�r�ld��nda yayda olu�an itme kuvveti de artar.

b) S�k��t�rma ve �ekme Kuvveti
Yaylar� s�k��t�rmak i�in kuvvet uyguland��nda etki � tepki prensibine g�re s�k��an yay esneklik �zelli�inden dolay� eski haline geri d�nebilmek i�in �ekme kuvveti uygular. Yaylar� s�k��t�rmak i�in uygulanan kuvvet artt�r�ld��nda yayda olu�an �ekme kuvveti de artar.

Kaynak

Sarmal Yaylar �zerinde Atmalar!