Maddelerin Esnekliği

Maddelerin Esnekliği Esneklik,bir cismin,etkisinde kaldığı iç kuvvetler ortadan kalktığında yeniden ilk biçim ve boyutları kazanma yeteneğidirİdeal esnek davranışsöz konusu olduğunda,gerileme ve biçim değiştirme arasında birebir bir bağlantı vardırBu bağlantıdoğrusasl olduğunda esneklik doğrusaldır denir
Esneklik sınırı ,malzemenin biçim değiştirmeksizin etkisinde kalabileceği en yüksek gerilme değeridirbu değer aşıldığında malzemede kalıcıve tersinmezbiçim değişiklikleri görülürMetalyada betonarmeçatkıda çeliğin ayıtrt edici mekanik özelliği basınç ve basit çekmeye karşı gösterdiği esneklik sınırıylabelirlenir Gerçekte idealesnek davranış, yalnızca zayıf iç kuvvetler etkisi altında görülür;nitekim belli esneklik sınırlarının uzlaşmalı tanımı bu kuvvetlere dayanarak yapılmıştır;çelikler için uzlaşmalı esneklik sınırı, çekme kuvvetinin etkiksi kalktıktan sonra örneğin 2/1 000 değerinde kalıcı birim uzamaya yol açan gerilmedir

Kauçuk esnekliği, çekme kuvveti etkisinde çok yüksek uzamagösteren,bu kuvvet kalktığında yeniden eski boyutlarına dönen elastomerlerin özelliğidir
Kauçuk esnekliği gerçek esneklik gibi zorlamayla biçimdeğiştiren bir malzemenin özelliğini gösterirBununla birlikte burada,biçim değişiklikleri çok büyük olabilir1 kgf/mm2\'lik bir çekme kuvvetinin uyguladığı bir numunede, elde edilen uzama çelikte 5/100 000,odunda1/2000,yünde2/100\'ddürOysa bu uzama doğal kauçukta eski uzunluğunun 10-12katına kadar çıkar
Buna göre kauçuk esnekliği esneklik modülü düşük olan bileşiklerin ilk durumlarındaki ayırt edici özelliği oluştururBelirli bir uzama derecesinden sonra çekme eğrisinin de gösterdiği gibi modül hızla artar
Kauçuk esnekliği,molekülleri kendi aralarında köprülerle birbirine bağlanmış,bükülebilir uzun zincirlerden oluşan bileşiklerin ayırt edici özelliğidir

Doğrusal esneklik kuramı,gerilme ve biçim değiştirme arasında homojen ve doğrusal bağlantılar bulunduğu temel varsayım olarak kabul eden öğretinin özünü oluştururBu bağlantılar Hooke Yasası\'nın bir genellemesidirHomojen ve izotrop bir malzeme söz konusu olduğunda bu bağlantıların katsayıları,Lame katsayısına dayanarak hesaplanabilirLame katsayısına genellikle \'\'enine esneklik katsaysı\'\'adı verilir ve gereç dayanımında G ile gösterilir

Esnek bir cismin gerilmeleri ve biçim değiştermelri çözümsel yöntemlerle değerlendirilebilirBu yöntemle iç ve dış kuvvetlerin etkesini ve biçim değiştirmelerin bağdaşırlığını gösteren denklemleri çözmeye dayanırGünümüzde bu problemin çözümü,genellikle,doğrudan dengeyi ve malzemenin davranış yasalarını gözönüne alan bir kesikleme yöntemi(sonlu elemanlar ya da sonlu farklar yöntemi)kullanılarak araştırılır

Esneklik ölçerler ve uzama ölçerler,esnek biçim değiştirme alanınıda,esneklik modülünü(young modülünü) ölçmeye yarar

Maddeler üzerinde kuvvet uygulandığında,şekillerinde az yada çok değişmeler olurBir yay çekilirse uzar,sıkıştırılırsa kısalırSüngeri elimizle bastırdığımızda şekli değşir,elimizi çekince eski şeklini aırÇelik bir çubuğun bir ucu sabitleşip diğer ucundan bir kuvvet uygulanırsa çubuk eğilir,kuvvet kaldırıldığında çubuk eski şeklini alır

Şekil değiştirici kuvvet ortadan kalktığında eski şeklini alan maddelere esnek maddeler denir

Cam macununa elimizi değdirdiğimizde o da şekil değiştirirfakat elimizi çekince eski şekliniş alamazO halde cam macunu esnek bir madde değildir
Sarmal bir yayı çekersek yay uzar, kuvvet ortadan kalkınca yay eski şeklini alırÇekme kuvvetini arttırınca yay dahada uzarKuvvet ortada kalkınca yay eski durumuna dönmezBu ve buna benzer durumlar esnekliğin bir sınırının olduğunu gösterirkuvvet yeter derecede büyükse yaya kopabilir
Aynı boydaki paket lastiği ve çelik tel, uçlarından tutulup çekilecek olursa,paket lastiğindeki uzamayı görebildiğimiz halde,çelik teldeki uzamayı göremeyizÇelik teldeki uzamayı göremediğimiz halde ölçmek mümkündür

1-KATILARIN ESNEKLİĞİ

Katı cisimler,kuvvet etkisi ile şekil değiştirirlerKuvvet etkisi kalktıktan sonra eski hallerine dönerlerDinamometre yapımımda kullanılan yaylar buna örnektir

Fakat bunun yanında, bir mermer parçasına,ü şeker kristaline yada grafit çubuğa yeterince kuvvet uygulandığında esneme görülmeden kırıldıkları görülürHer maddenin kırılabilme özelliği de birbirinden farklıdır

2-SIVILARIN ESNEKLİĞİ

Sıvılar azda olsa esnektirSıvılar üzerine bir kuvvet uygulandığında hacimlerinin çok azda olsa değiştiği,kuvvet ortadan kalktığında tekrar eski hacimlerini aldıkları görülürÜzerlerinde oluşturular bir basıncı her doğrultuda iletirlerİşte bu özelliğinde yararlanılarak su cendersi, hidrolik frenlergibi sistemler yapılmıştırKuvvet etkisi altında sıvıların hacimlerindeki değişme çok az olduğundan,esneklik sıvılar için ayırt edici bir özellik değildir

3-GAZLARIN ESNEKLİĞİ

Kuvvet etkisiyle gazların da hacmi değişirKuvvet etkisi ortadan kalktığında da gaz ilk hacmini alırYani gazlar esnektirDeliği kapatılarak kolu itilen bir enjekterön, kuvvet ortadan kalktığında eski şeklini alması gibi
Yapılan deneyler,belli bir sıcaklıkta sabit kuvvet altında gazların birim hacimlerindeki değişme miktarlarının aynı olduğunu göstermiştirBuna göre esneklik gazlar için ayırt edici bir özellik olrak kullanılamaz
Esnekliğin yapılara ve makinelere uygulanması amacıyla,malzeme direnci adı altında,yalınlaştırıcı varsayımlardan yola çıkılarak bir esneklik teorisi geliştirilmiştir

Böylece,beton binalardaki beton kirişlerin biçim değiştirmesi hızla incelenebilmektedir Esneklik teorisi aynı zamanda katılarda titreşim yayılmalarının incelenmesinded kullanılırÖrneğini,deprem sırasında depreme yol açan toprak hareketlerinin kökeninin ve yayılma hızlşarının yaklaşık olarak belirlenmesine yardımcı olurPetrol araştırmasında da yer yuvarlağının düzeysel tabakalarında gerçekleştirilen küçük patlamalardan yararlanılır
Doğalgaz sıkıştırılabilir ve yer altı boru hatlarıyla yada gaz boru hatlarıyla yoğuşma sakıncası olmadan taşınabilirBoru hattının geçtiği yol üzerine yerleştirilen yeniden sıkıştırma istasyonları,boru hattının içindeki basıncı sabit tutarak gaz akışını sağlar

Bir bütan gaz tüpü 13 kg yada 22 litre sıvılaştırılmış gaz,yaklaşık 16 m3 doğalgaz eşdeğeri bütan gaz taşır

Bir ideal gaz karışımında, toplam basınç kısmi basınçların toplamına eşittir(Dalton basıncı)

POTANSİYEL ENERJİDE DEĞİŞMELER
Bir desteğe bir sarmal yay asıp ucuna 1 kg\'lık bir kütle takalımBu kütleyi denge noktasından itibaren bir kaç santimetre yukarı kaldırıp serbest bırakalımBu kütle titreşirken, hareketin en üst ve enalt noktalarında dururKütle, hareketin den alt noktasında iken enerjisi,yayda toplanırYine, kütle hareketinin en üst noktasında iken enerjisi,yerçekimi alanında toplanır
Yayın uzatılmasıyla yayda görülen \'\'şekil değişimi potansiyel enerjisinde\'\' meydana gelen değişimi, onun uzatılması için gereken işi hesaplayarak bulabilirizAynı uzaklığın düşmekle kütlenin \'\'yer çekimi potansiyel enerjisinde\'\' meydana gelen değişimde aynı kütleyi yukarı kaldırmakla yapılan işten bulunabilirBöylece kütlenin, en üst noktadan en alt noktaya kadar düşmesiyle kazandığı yayın şekil değişimi potansiyel enerjisiyle karşılaştırabiliriz

ESNEKLİK MODÜLLERİ ARASINDAKİ BAĞINTILAR
Bir cismin uğradığı muhtelif şekil değişimleriyle ilgili olarak dört esneklik modülü tanımış bulunuyoruzHomojen ve izotrop cisimlerde bu esneklik modülleri arasında aşağıdaki bağıntılar:

(8-8) E=2(1+u)G
E=3(1-2u)Ev

İ zotrom cisim fiziksel özellikleri doğrultuya bağlı olmayan cisimlerdirFiziksel özellikleri doğrultuya bağlı olan cisimlere ise anzotrop cisimler denirO halde izotrop bir cisim için dört esneklik modülünden ikisi biliniyorsa diğerleri (8-8)bağıntısından hesaplanabilir

Cgs sisteminde E,Ev ve G\'birimi dyn/cm2,mks sisteminde ise N/m2\'dirM kgk s