Pozitif bilimlerle pek arası olmayan bir sözelci bile fiziğe az çok ilgi duyar çünkü fizik demek, hayatın ta kendisi demektir. Kuvvet, yön, sürat dediğimiz kavramları gün içerisinde bile sık sık kullanıyoruz. Peki ya ivme? İvme, fiziğin en temel konularından bir tanesi olmasına rağmen işin uzmanı olmayanlar tarafından sık sık diğer kavramlarla karıştırılır.
İvme nedir sorusunun yanıtı için aslında fiziğin diğer kavramlarına da az çok hakim olmak gerekir. Çünkü ivme aslında hız ya da yöndeki bir değişim sonucu oluşmaktadır. Bilinenin aksine, ivmenin oluşması demek her zaman hızlanmak anlamına da gelmez. Yani olay biraz karışık. En iyisi gelin en sade haliyle ivme nedir, nasıl bulunur yakından bakalım ve formülü ile temel özelliklerini görelim.
Temel bir tanım yaparak başlayalım; Kısaca ivme nedir?
Vektörel yani bir yöne ve bir büyüklüğe sahip bir nicelik olan ivme, cismin ya hızında ya yönünde ya da her ikisinde birden yaşanan değişimdir. Yani ivmenin oluşması için cismin hızının azalması ya da yavaşlaması, yönünün değişmesi veya her iki değişimin de birlikte yaşanması gerekir. Tanımdan da anlaşılacağı üzere hız demek, ivme demek değildir.
[GIPHY:wz1FgPibXAJWg][/GIPHY]
Nasıl yani, tam olarak ivme ne demek?
Arabadasınız. Saat 250 kilometre hızla ilerliyorsunuz. Epey ivmeniz var değil mi? Hayır aslında ivmeniz yok çünkü hız ya da yön değiştirmeden sabit bir hızla aynı yöne ilerliyorsunuz. Derken frene bastınız ve hızınız azaldı ya da viraja geldiniz ve direksiyonu sağa doğru çevirdiniz. İşte şimdi ivme kazandınız.
İvmenin hız ile karıştırılmasının ya da aynı görülmesinin en büyük nedeni, aynı örnek üzerinden gidersek, arabayla sabit bir hızda yön değiştirmeden giderken bir anda gaza basıp hızlandığınızda da ivme kazanıyor olmanızdır. Ancak pek çok kişi frene basıp yavaşladığında ya da yön değiştirdiğinde de bir değişim yaşandığını yani ivme kazanıldığını görmezden gelir.
Peki ivme formülü nedir?
- a = Δv / Δt = vf - vi / Δt
Yani bu formüle göre a ile gösterilen ivme, cismin başlangıç hızı ile nihai hız arasındaki farkın değişime bölünmesine eşittir. İvmeölçer ile ölçülebilen ivmenin birimi ( m / s ) / s yani m / s kare olarak gösterilir. vf = vi + aΔt şeklinde farklı bir ivme formülü versiyonu daha vardır.
[GIPHY:l44QEb8dHxDUucEYo][/GIPHY]
İvme nasıl bulunur? Örnekler üzerinden inceleyelim:
Örnek 1:
Soru:
Durağan bir hayvan 3 saniyede 12 metre / saniye hıza ulaşırsa ivmesi kaçtır?
- Adım #1: a = vf - vi / Δt
- Adım #2: a = 12 - 0 / 3
- Adım #3: a = 4 m / s kare
Örnek 2:
Soru:
Saniyede 34 metre hızla uçan kuş, 8 metre / saniye karelik bir ivme ile yavaşlıyorsa 3 saniye sonra kuşun hızı kaçtır?
- Adım #1: a = vf - vi / Δt
- Adım #2: vf = vi + aΔt
- Adım #3: vf = -34 + aΔt
- Adım #4: vf = -34 + 8Δt
- Adım #5: vf = -34 + 8 (3)
- Adım #6: vf = - 10 m / s
- Adım #7: Son hız = 10 m / s
Bu örnekte en çok kafa karıştıran nokta negatif başlıyor olmamız. Negatif başlıyoruz çünkü kuş, ivme ile yavaşlıyor. Son hızı pozitif bir değer olarak almamızın nedeni ise hızın ne olursa olsun pozitif bir değer olmasıdır. Yani ile yavaşlasa bile yine artı bir hızdadır.
[GIPHY:s6e5cgbsCsKHqJHoK9][/GIPHY]
Hız ve ivme neden karıştırılıyor?
İvme ile hızın karıştırlmasının temel nedeni, yanlış akıl yürütmeden kaynaklanıyor. Çünkü cismin hızı büyük olduğu zaman ivmenin de büyük olması gerektiği düşünülüyor. Aynı düşünce küçüklük için de geçerli. Ancak ivme, belirli bir alandaki değişimdir. Bir cisim çok yavaş da olsa, çok hızlı da olsa hızını büyük bir oranda değiştirebilmektedir.
İvme hakkında başka bir yanlış akıl yürütme de ivmenin negatif ya da pozitif olmasının hız üzerindeki etkisidir. Pozitif ivmenin cismi hızlandırdığı, negatif ivmenin ise cismi yavaşlattığı düşünülüyor. Halbuki ivme vektörel bir niceliktir. Yani negatif ya da pozitif büyüklüğe sahip olsa bile yön değişimi nedeniyle beklenenden farklı bir hız değişimi meydana gelebilir.
İvme özellikleri, yönü ile en doğru şekilde anlaşılır:
İvmenin büyüklüğü, küçüklüğü, negatif ya da pozitif olmasından daha da önemlisi ivmenin yönüdür. Eğer bir ivme, cismin yönü ile aynı yönde ise cisim hız kazanır. Ancak bir ivme, cismin yönü ile ters yönde ise cisim hız kaybeder yani yavaşlar. Her iki durumda da ivme oluşmuş olur çünkü ortada bir değişim söz konusudur.
Temel olarak anlamamız gereken aslında ivmenin vektörel yani bir yöne ve bir büyüklüğe sahip bir nicelik olmasıdır. Sabit bir hız ya da sabit yön ivme oluşturmaz. Ancak hızda artı ya da eksi bir değişim olursa, yönde bir değişim olursa veya her ikisinde de bir değişim olursa işte o zaman ivme oluşmuş olur.
Daha iyi anlamanız için birkaç örnek daha verelim:
- Kırmızı ışık sönüp de yeşil yanınca ilerlemeye başlayan arabanın hızı düşük, ivmesi yüksektir.
- Yavaş ve sabit bir hızla giden arabanın hızı da ivmesi de düşüktür.
- Otobanda hızla ilerleyip diğer araçları sollamaya çalışan bir arabanın hızı da ivmesi de yüksektir.
- Otobanda sabit ve yüksek hızda giden bir arabanın hızı yüksek, ivmesi düşüktür.
Fiziğin en önemli konularından bir tanesi olan ivme nedir, nasıl bulunur, formülü nedir, özellikleri nelerdir gibi merak edilen soruları yanıtladık. Elbette tüm bilim konuları gibi ivme de son derece derin ve detaylı bir konu ancak bu yazımızda yalnızca temel bir bilgilendirme yapmayı hedefledik.