🏋️♀️ Asansörde Ağırlık Değişimi: Temel Kavramlar
Asansörde ağırlığımızın değiştiğini hissederiz. Bunun nedeni, asansörün hareketiyle birlikte üzerimize etkiyen ek kuvvettir. Bu ek kuvvete,
eylemsizlik kuvveti denir. Ağırlık değişimi hesaplamalarını anlamak için öncelikle şu kavramları bilmeliyiz:
- 🌍 Yerçekimi Kuvveti (G): Dünya'nın bizi kendine doğru çekmesiyle oluşan kuvvettir. $G = mg$ formülü ile hesaplanır. Burada $m$ kütle, $g$ yerçekimi ivmesidir (yaklaşık $9.8 m/s^2$).
- ⚖️ Normal Kuvvet (N): Bir yüzeyin, üzerine uygulanan kuvvete karşı gösterdiği tepki kuvvetidir. Asansörde, zeminin bize uyguladığı kuvvettir.
- 🏃♂️ Eylemsizlik Kuvveti (F_e): Asansör hızlanırken veya yavaşlarken hissettiğimiz kuvvettir. Asansör yukarı doğru hızlanıyorsa aşağı doğru, aşağı doğru hızlanıyorsa yukarı doğru etki eder.
🧮 Asansörde Ağırlık Hesaplama Yöntemleri
Asansördeki ağırlığımızı (daha doğrusu, hissettiğimiz ağırlığı) hesaplamak için farklı durumları incelememiz gerekir:
⬆️ Asansör Yukarı Doğru Hızlanıyorsa
Asansör yukarı doğru hızlanıyorsa, eylemsizlik kuvveti aşağı doğru etki eder. Bu durumda hissettiğimiz ağırlık artar.
- 🍎 Net Kuvvet: $N - G = ma$
- 🏋️♀️ Normal Kuvvet (Hissettiğimiz Ağırlık): $N = G + ma = m(g + a)$
- 📝 Burada $a$ asansörün ivmesidir.
⬇️ Asansör Aşağı Doğru Hızlanıyorsa
Asansör aşağı doğru hızlanıyorsa, eylemsizlik kuvveti yukarı doğru etki eder. Bu durumda hissettiğimiz ağırlık azalır.
- 🍎 Net Kuvvet: $G - N = ma$
- 🏋️♀️ Normal Kuvvet (Hissettiğimiz Ağırlık): $N = G - ma = m(g - a)$
- 📝 Burada $a$ asansörün ivmesidir.
⬆️ Asansör Yukarı Doğru Sabit Hızla Hareket Ediyorsa
Asansör sabit hızla hareket ediyorsa, ivme sıfırdır ($a = 0$). Bu durumda eylemsizlik kuvveti de sıfırdır ve hissettiğimiz ağırlık normal ağırlığımıza eşittir.
- 🍎 Net Kuvvet: $N - G = 0$
- 🏋️♀️ Normal Kuvvet (Hissettiğimiz Ağırlık): $N = G = mg$
⬇️ Asansör Aşağı Doğru Sabit Hızla Hareket Ediyorsa
Yukarıdaki durumla aynı şekilde, asansör sabit hızla hareket ediyorsa, ivme sıfırdır ($a = 0$) ve hissettiğimiz ağırlık normal ağırlığımıza eşittir.
- 🍎 Net Kuvvet: $G - N = 0$
- 🏋️♀️ Normal Kuvvet (Hissettiğimiz Ağırlık): $N = G = mg$
🛑 Asansör Duruyorsa
Asansör duruyorsa, ivme sıfırdır ($a = 0$) ve hissettiğimiz ağırlık normal ağırlığımıza eşittir.
- 🍎 Net Kuvvet: $N - G = 0$
- 🏋️♀️ Normal Kuvvet (Hissettiğimiz Ağırlık): $N = G = mg$
💡 Örnek Soru ve Çözümü
50 kg kütleye sahip bir öğrenci, yukarı doğru 2 m/s² ivmeyle hızlanan bir asansörde durmaktadır. Öğrencinin hissettiği ağırlık kaç N'dir? (g = 10 m/s² alınız)
- ✅ Çözüm:
- 🍎 Kütle (m): 50 kg
- 🍎 İvme (a): 2 m/s²
- 🍎 Yerçekimi İvmesi (g): 10 m/s²
- 🍎 Formül: $N = m(g + a)$
- 🍎 Hesaplama: $N = 50 kg * (10 m/s² + 2 m/s²) = 50 kg * 12 m/s² = 600 N$
- Sonuç olarak, öğrencinin hissettiği ağırlık 600 N'dir.
