Esneklik Nedir? Bir kuvvetin anlık bir etkisiyle, biçim değiştirmiş cisimlerin ilk biçimlerine dönme özelliği.
Kuram Olarak Esneklik Nedir?
Katı cisimler, biçimlerini değiştirmeye çalışan bütün kuvvetlere karşı güçlü bir direnç gösterirler. Bu ko- hezyonun (molekül yapışıklığı) nedeni, farklı moleküllerin birbirlerini karşılıklı etkilemeleridir. Esneklik kuramının amacı, kuvvetler ve biçim değiştirmeler arasındaki ilişkilerin saptanmasıdır. Bazen incelenmesi olanaksız olan bu sorun (sözgelimi, esnek bir katı olan kurşun, kuvvet ortadan kaldırıldığında da biçim değiştirmiş olarak kalır), katiya etkiyen kuvvet çok büyük olmadığı sürece bir anlam taşır. Nitekim demirden bir tel, çekildiğinde uzar ama, kuvvet ortadan kalkınca eski haline döner: Bu durumda telin esnek olduğu söylenir. Çekme kuvveti, esneklik sınırı adı verilen belli bir değeri aşarsa, uzama çok daha fazla olur.
Bir zorlamanın ortadan kaldırılması, kalıcı bir biçim değişikliğinin gözlenmesini sağlar; ama, biçim değiştiren cisim esnek kalır. Çekme değeri daha da artarsa, kırılma sınırı adı verilen bir kuvvetten ötürü tel kopar. Fransız matematikçi ve fizikçileri Lagrange, Lame, Poisson ile îngiliz Young ve Hooke tarafından geliştirilen esneklik kuramı, tansörlerin sistemli kullanımından yararlanır. Her doğrultuda aynı özellikleri taşıyan katilar, yani izotrop katilar incelendiğinde, önemli yalınlaştırmalar söz konusu olur. Hooke, biçim bozulmalarının, uygulanan kuvvetlerin lineer fonksiyonları gibi kabul edilebileceğini göstermiştir.
YALIN BİÇİM DEĞİŞTİRMELER
1 uzunluğunda, bir F çekme kuvveti etkisindeki çelikten bir çubuk, bağıl bir j- uzamasına uğrar; bu, kuvvet çok yüksek olmadığı sürece E. O bölümüne orantılıdır (burada F çubuğun kesitini belirtir). Hooke yasası, M uzamasının hesaplanmasını E, Young modülüdür. S milimetrekare, F newton’sa, E milimetrekarede newton olarak belirtilir.
Formül kitapları, bunu genellikle kgk/mm2 ya da N/mm2 olarak verirler. Değeri, söz konusu maddeye göre değişir (Bkz. Çizelge I): Plastik cisimler için birkaç kgk/mm2 ile kusursuz esneklikteki cisimlere en yakın olan sert çelikler için 20 000 kgk/mm2 arasında. Uzunluk doğrultusundaki uzamaya, genişlik doğrultusundaki bir kasılma eşlik eder. Al uzama, Ae kasılmaysa, bunların oranı, belli
bir madde için değişmezdir (sabittir): o ,Poisson katsayısı. Bu katsayının her zaman 0,5 altında olan değeri, incelenen katı maddeye bağlıdır (Bkz. Çizelge II) ve çoğunlukla 0,3 değerindedir. Bir çubuğun, eni doğrultusunda bir genişlemenin eşlik ettiği sıkıştırılmasında da, benzer olaylar gözlenir. Paralelkenarlı bir katının sıkıştırılabilirliğinin incelenmesi, iki başka katsayıyı ortaya çıkarır: Young ve Poisson katsayılarına bağlı olan Lame katsayıları. Bu dört sayı, bükülme ve burulmalar gibi yalın biçim değişikliklerinin incelenmesini sağlarlar.
ESNEKLİK İLE İLGİLİ SONUÇLAR
Yapılara ve makinelere uygulanması için malzeme direnci adı altında, yalınlaştırıcı varsayımlardan yola çıkılarak bir esneklik kuramı geliştirilmiştir. Böylece, kirişlerin biçim değiştirmesi hızla incelenebilmekte ya da sözgelimi, sıcaklık değişmeleri sırasında bir kronometrenin işlemesindeki oynamalara bir düzeltme getirilebilmektedir. Esneklik kuramı, aynı zamanda katilarda titreşim yayılmalarının incelenmesinde de kullanılır. Bir deprem sırasında, depreme yol açan toprak hareketlerinin kökeninin ve yayılma hızlarının yaklaşık olarak saptanmasına yardımcı olur. Bu ölçümler, yeryuvarlağının iç yapısını belirler. Petrol araştırılmasında da, yeryuvarlağının düzeysel tabakalarında gerçekleştirilen küçük patlamalardan yararlanılmaktadır.
BAZI CİSİMLERİN YOUNG MODÜLÜ
(kgk/mm2 olarak)
Çelik18 000 – 30 000
Bakır10 000 – 15 000
Gümüş7 200 – 7 500
Cam5 500 – 8 500
Kurşun500 – 2 000
Çizelge II
BAZI CİSİMLERİN POİSSON KATSAYISI
Çeliko,30
Bakır0,30
Alüminyumo,13
Cam0,25
Pirinço,47
Son Yorumlar