SARMALYALARIN ÖZELLİKLERİ VE ÖRNEK SORU VE ÇÖZÜMLERİ

ÜNİTE: KUVVET VE HAREKET
KONU: SARMAL YAYLAR

Esnek Madde ve Esnek Olmayan Madde Nedir?
Bir maddeye kuvvet uygularsanız şekli veya boyutları değişebilir. Örneğin kağıdı buruşturduğunuzda, lastiği uzattığınızda, teli büktüğünüzde şekilleri değişir. 
Üzerine kuvvet uygulandığında şekli değişen, kuvvet etkisi kaldırılınca eski haline dönen cisimlereesnek cisimler denir. Lastik, sünger, sarmal yay, lastik top, silgi,otomobil lastiği, bazı tişört ve çoraplar esnek cisimlerdir. 
Üzerine kuvvet uygulandığında şekli değişmeyen ya da değişse de kuvvet etkisi kalktıktan sonra tekrar eski haline dönemeyen cisimlere ise esnek olmayan cisimler denir.Oyun hamuru, kalem ve cam macunu gibi maddeler esnek olmayan maddelerdir.  
Örneğin hamuru sıkıp şeklini değiştiriseniz, son şeklini korur, eski haline dönmez. Fakat lastiği uzatıp bırakırsanız eski şeklini alır. O yüzden hamur esnek değildir, lastik esnektir.

Yayın Oluşturduğu Kuvvet
Metal tellerin spiral şeklinde kıvrılmasıyla esnek yaylar elde edilir. Yayların üzerine kuvvet uyguladığımızda yaylar esneyerek, uzayarak ya da sıkışarak şekil değiştirir.

                                      

Yaylar esnektir, kuvvet uygulanarak çekildiğinde uzayarak gerilir. Bırakıldığında ilk şeklini alır.  

Yay, üzerine bir kuvvet uyguladığımızda bu kuvvete karşı zıt yönde bir tepki kuvveti uygular. 
Yaya uygulanan kuvvet miktarı artarsa, yaydaki uzama miktarı da aynı oranda artar. 
Yayı sıkıştıran kuvvetin artması yayın sıkışma miktarını da aynı oranda artırır.
 Dikkat:Yaya kapasitesinden fazla kuvvet uygulanırsa yayın esneklik özelliği bozulur.Artık yaydaki uzama kalıcı hale gelir ve eski şekline dönemez.

Dinamometre (Kuvvetölçer)

Yapılarında sarmal yaylar bulunan dinamometreler kuvvetlerin büyüklüğünü ve cisimlerin ağırlıklarını ölçer. Dinamometreye asılan yük miktarı arttıkça dinamometre yapısındaki yay da uzar. 
Yapılarında kullanılan aynı metallerin cinsi ve  kalınlığı, dinamometrenin ölçüm aralığını belirler. 
İnce yaylı dinamometreler çok küçük ağırlıkları, kalın yaylı olanlar ise daha ağır cisimleri tartmak için kullanılır.

Birim Çevirileri:
1 kg-f= 10 N=1000 g-f
1 kg-f= 9,8 N ( Problemlerde 10 N alınır. )
1 kg-f= 1000 g-f

Sarmal Yaylar ve Kullanım Alanları:
Saat, dinamometre,toka,trambolin, yatak, mandal, pil yatağı, fare kapanı, tükenmez kalem, yaylı terazi, otomobil, bisiklet v.b günlük yaşamda kullandığımız birçok alette yaygın olarak kullanılır.

ÖRNEK:

Aşağıdaki yaylarda;
Yayın ilk uzunluğu (denge durumu) verilmiştir.
 I. durumda :   G ağırlığı asılıyor ve X kadar uzama,
II. durumda : 2G ağırlığı asılıyor ve 2X kadar uzama gözleniyor.
3G ağırlığı asılırsa uzama  miktarı 3X olacaktır. 
Bu yayların Kuvvet-Uzama grafikleri ise aşağıdaki gibi olur.

İncele ve Yanıtla:

Aşağıdaki grafikte 2 adet yayın Ağırlık-Uzama değerlerini görmektesiniz.

a)1.yaya 8 N ağırlık asıldığında kaç cm uzamıştır?

b)2. yaya 8 N ağırlık asıldığında kaç cm uzamıştır?

c)1. ve 2. yaylara 20 N ağırlık asarsak, kaçar cm uzarlar?

d)Bu yaylardan hangisi daha esnektir?

ÇALIŞMA:
Özdeş dört yay şekildeki gibi asılır. Birinci yaya ağırlık asılmaz. İkinci yaya 100 g , üçüncü yaya 200 g,   dördüncü yaya 300 g  ağırlık asılıyor.

                                                          I .Yay           II .Yay           III.Yay          IV.Yay

Yayların  uzama miktarları ölçülüyor ve  2. yayın 2  cm, 3. yayın 4 cm, 4.yayın 6 cm uzadığı gözleniyor.
Verilen kuvvet birimlni N cinsine çeviriniz.
Yayların Ağırlık-Uzama grafiklerini çiziniz.