Fizikte İvme Nedir, Nasıl Bulunur? Formülü ve Özellikleri

Pozitif bilimlerle pek ortası olmayan bir sözelci bile fiziğe az çok ilgi duyar zira fizik demek, hayatın ta kendisi demektir. Kuvvet, taraf, hız dediğimiz kavramları gün içerisinde bile sık sık kullanıyoruz. Pekala ya ivme? İvme, fiziğin en temel mevzularından bir tanesi olmasına karşın işin uzmanı olmayanlar tarafından sık sık başka kavramlarla karıştırılır.

İvme nedir sorusunun cevabı için aslında fiziğin başka kavramlarına da az çok hakim olmak gerekir. Zira ivme aslında sürat ya da istikametteki bir değişim sonucu oluşmaktadır. Bilinenin bilakis, ivmenin oluşması demek her vakit hızlanmak manasına da gelmez. Yani olay biraz karışık. En uygunu gelin en sade haliyle ivme nedir, nasıl bulunur yakından bakalım ve formülü ile temel özelliklerini görelim.

Temel bir tarif yaparak başlayalım; Kısaca ivme nedir?

Vektörel yani bir istikamete ve bir büyüklüğe sahip bir nicelik olan ivme, cismin ya suratında ya istikametinde ya da her ikisinde birden yaşanan değişimdir. Yani ivmenin oluşması için cismin suratının azalması ya da yavaşlaması, istikametinin değişmesi yahut her iki değişimin de birlikte yaşanması gerekir. Tariften da anlaşılacağı üzere sürat demek, ivme demek değildir.

Nasıl yani, tam olarak ivme ne demek?

Arabadasınız. Saat 250 kilometre süratle ilerliyorsunuz. Oldukça ivmeniz var değil mi? Hayır aslında ivmeniz yok zira hız ya da taraf değiştirmeden sabit bir süratle tıpkı tarafa ilerliyorsunuz. Derken frene bastınız ve suratınız azaldı ya da viraja geldiniz ve direksiyonu sağa yanlışsız çevirdiniz. İşte artık ivme kazandınız.

İvmenin sürat ile karıştırılmasının ya da tıpkı görülmesinin en büyük nedeni, birebir örnek üzerinden gidersek, arabayla sabit bir süratte taraf değiştirmeden giderken bir anda gaza basıp hızlandığınızda da ivme kazanıyor olmanızdır. Lakin pek çok kişi frene basıp yavaşladığında ya da taraf değiştirdiğinde de bir değişim yaşandığını yani ivme kazanıldığını görmezden gelir.

Peki ivme formülü nedir?

a = Δv / Δt = vf – vi / Δt

Yani bu formüle nazaran a ile gösterilen ivme, cismin başlangıç suratı ile en son sürat ortasındaki farkın değişime bölünmesine eşittir. İvmeölçer ile ölçülebilen ivmenin ünitesi ( m / s ) / s yani m / s kare olarak gösterilir. vf = vi + aΔt halinde farklı bir ivme formülü versiyonu daha vardır.

İvme nasıl bulunur? Örnekler üzerinden inceleyelim:

Örnek 1:

Soru:

Durağan bir hayvan 3 saniyede 12 metre / saniye sürate 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 süratle uçan kuş, 8 metre / saniye karelik bir ivme ile yavaşlıyorsa 3 saniye sonra kuşun suratı 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 sürat = 10 m / s

Bu örnekte en çok baş karıştıran nokta negatif başlıyor olmamız. Negatif başlıyoruz zira kuş, ivme ile yavaşlıyor. Son suratı müspet bir paha olarak almamızın nedeni ise suratın ne olursa olsun olumlu bir paha olmasıdır. Yani ile yavaşlasa bile tekrar artı bir surattadır.

Hız ve ivme neden karıştırılıyor?

İvme ile suratın karıştırlmasının temel nedeni, yanlış akıl yürütmeden kaynaklanıyor. Zira cismin suratı büyük olduğu vakit ivmenin de büyük olması gerektiği düşünülüyor. Aynı fikir küçüklük için de geçerli. Fakat ivme, makul bir alandaki değişimdir. Bir cisim çok yavaş da olsa, çok süratli da olsa suratını büyük bir oranda değiştirebilmektedir.

İvme hakkında öteki bir yanlış akıl yürütme de ivmenin negatif ya da olumlu olmasının sürat üzerindeki tesiridir. Pozitif ivmenin cismi hızlandırdığı, negatif ivmenin ise cismi yavaşlattığı düşünülüyor. Halbuki ivme vektörel bir niceliktir. Yani negatif ya da olumlu büyüklüğe sahip olsa bile istikamet değişimi nedeniyle beklenenden farklı bir sürat değişimi meydana gelebilir.

İvme özellikleri, istikameti ile en hakikat biçimde anlaşılır:

İvmenin büyüklüğü, küçüklüğü, negatif ya da olumlu olmasından daha da değerlisi ivmenin tarafıdır. Eğer bir ivme, cismin tarafı ile tıpkı istikamette ise cisim sürat kazanır. Ancak bir ivme, cismin istikameti ile zıt istikamette ise cisim sürat kaybeder yani yavaşlar. Her iki durumda da ivme oluşmuş olur zira ortada bir değişim kelam hususudur.

Temel olarak anlamamız gereken aslında ivmenin vektörel yani bir istikamete ve bir büyüklüğe sahip bir nicelik olmasıdır. Sabit bir sürat ya da sabit istikamet ivme oluşturmaz. Ancak süratte artı ya da eksi bir değişim olursa, istikamette bir değişim olursa yahut her ikisinde de bir değişim olursa işte o vakit ivme oluşmuş olur.

Daha güzel anlamanız için birkaç örnek daha verelim:

Kırmızı ışık sönüp de yeşil yanınca ilerlemeye başlayan otomobilin suratı düşük, ivmesi yüksektir.
Yavaş ve sabit bir süratle giden otomobilin suratı da ivmesi de düşüktür.
Otobanda süratle ilerleyip başka araçları sollamaya çalışan bir otomobilin suratı da ivmesi de yüksektir.
Otobanda sabit ve yüksek süratte giden bir otomobilin suratı yüksek, ivmesi düşüktür.

Fiziğin en kıymetli bahislerinden bir tanesi olan ivme nedir, nasıl bulunur, formülü nedir, özellikleri nelerdir gibi merak edilen soruları yanıtladık. Elbette tüm bilim hususları üzere ivme de son derece derin ve ayrıntılı bir husus lakin bu yazımızda sırf temel bir bilgilendirme yapmayı hedefledik.