Akışkanlar Mekaniği #13 | Akış Sistemlerinde Momentum: Doğrusal Momentum Denklemi

Eğitmen: Dr. Süleyman Burak ÇELİK

Raylar üzerinde 25 kilogramlık bir araba duruyor. Arkasındaki depodan su, arabaya göre saniyede 20 metre hızla geriye fışkırıyor; saniyede yarım kilogram su çıkıyor. Kimse arabayı itmiyor, ama araba ileri gidiyor. Neden? Araba suyu geriye iterken, su da arabayı ileri iter. Bu itme kuvveti, saniyede çıkan kütle çarpı hız: 0.5 çarpı 20, yani 10 newton. Başlangıçta ivme 10 bölü 25, yani 0.4 metre bölü saniye kare. Bu derste: - Newton'un İkinci Yasası ve Momentum: Newton'un ikinci yasası: bir cisme etkiyen net kuvvet, kütle çarpı ivmedir. Bunu momentumla da yazabiliriz: momentum, kütle çarpı hızdır ve net kuvvet, momentumun değişim hızına eşittir. - Kontrol Hacmi Seçimi: Kontrol hacmini seçerken iki şeye bakarız: sınırları nereden geçiyor, ve hareket ediyor mu? - Kontrol Hacmine Etkiyen Kuvvetler: Kontrol hacmine iki tür dış kuvvet etkir. Hacim kuvvetleri tüm hacme yayılır; en yaygını ağırlıktır. - Doğrusal Momentum Denklemi: kontrol hacmine etkiyen net kuvvet, içerideki momentumun değişim hızı ile çıkan ve giren momentum akılarının farkına eşittir; daimi akışta yalnız akılar kalır. - Momentum Akısı Düzeltme Katsayısı: Ama bir kesitte hız her yerde aynı değildir. Momentum akısını ortalama hızla hesaplarsak gerçeğinden az buluruz; bunu momentum akısı düzeltme katsayısıyla düzeltiriz. - Kancadaki Araba: İtki: iple tutulan arabada kuvvet 0.5 çarpı eksi 20, yani eksi 10 newton; ip kesilince su arabayı 10 newtonla iter, ivme 0.4 m/s². Bölümler: 0:00 Kimse itmiyor, araba neden gidiyor? 0:56 Newton'un İkinci Yasası ve Momentum 1:41 Kontrol Hacmi Seçimi 2:19 Kontrol Hacmine Etkiyen Kuvvetler 2:58 Doğrusal Momentum Denklemi 3:29 Momentum Akısı Düzeltme Katsayısı 4:08 Kancadaki Araba: İtki 4:54 Üç Tuzak 5:17 Özet ve Sıradaki Ders Bir sonraki derste bu denklemi uygulayacağız: dirsekler, plakaya çarpan jetler ve sabitleme kuvvetleri. Kaynak kitap: Y. A. Çengel, J. M. Cimbala, Fluid Mechanics: Fundamentals and Applications, 3. baskı — §6–1 Newton yasaları, §6–2 kontrol hacmi seçimi, §6–3 kontrol hacmine etkiyen kuvvetler, §6–4 doğrusal momentum denklemi (konu sırası ve kavramlar). Örnekler özgündür. Makine, İnşaat, Kimya, Uçak ve Mekatronik Mühendisliği öğrencileri için Akışkanlar Mekaniği serisinin on üçüncü dersi.