Maddelerin Esnekliği

Esneklik,bir cismin,etkisinde kaldığı iç kuvvetler ortadan kalktığında yeniden ilk biçim ve boyutları kazanma yeteneğidir.İdeal esnek davranışsöz konusu olduğunda,gerileme ve biçim değiştirme arasında birebir bir bağlantı vardır.Bu bağlantıdoğrusasl olduğunda esneklik doğrusaldır denir.
Esneklik sınırı ,malzemenin biçim değiştirmeksizin etkisinde kalabileceği en yüksek gerilme değeridir.bu değer aşıldığında malzemede kalıcıve tersinmezbiçim değişiklikleri görülür.Metalyada 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 gösterir.Bununla birlikte burada,biçim değişiklikleri çok büyük olabilir.1 kgf/mm2\'lik bir çekme kuvvetinin uyguladığı bir numunede, elde edilen uzama çelikte 5/100 000,odunda1/2000,yünde2/100\'ddür.Oysa bu uzama doğal kauçukta eski uzunluğunun 10-12katına kadar çıkar.
Buna göre kauçuk esnekliği esneklik modülü düşük olan bileşiklerin ilk durumlarındaki ayırt edici özelliği oluşturur.Belirli 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 oluşturur.Bu bağlantılar Hooke Yasası\'nın bir genellemesidir.Homojen ve izotrop bir malzeme söz konusu olduğunda bu bağlantıların katsayıları,Lame katsayısına dayanarak hesaplanabilir.Lame katsayısına genellikle \'\'enine esneklik katsaysı\'\'adı verilir ve gereç dayanımında G ile gösterilir.
Esnek bir cismin gerilmeleri ve biçim değiştermelri çözümsel yöntemlerle değerlendirilebilir.Bu yöntemle iç ve dış kuvvetlerin etkesini ve biçim değiştirmelerin bağdaşırlığını gösteren denklemleri çözmeye dayanır.Günümüzde 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 olur.Bir yay çekilirse uzar,sıkıştırılırsa kısalır.Süngeri elimizle bastırdığımızda şekli değşir,elimizi çekince eski şeklini aır.Çelik 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 değiştirir.fakat elimizi çekince eski şekliniş alamaz.O halde cam macunu esnek bir madde değildir.
Sarmal bir yayı çekersek yay uzar, kuvvet ortadan kalkınca yay eski şeklini alır.Çekme kuvvetini arttırınca yay dahada uzar.Kuvvet ortada kalkınca yay eski durumuna dönmez.Bu ve buna benzer durumlar esnekliğin bir sınırının olduğunu gösterir.kuvvet yeter derecede büyükse yaya kopabilir.
Aynı boydaki paket lastiği ve çelik tel, uçlarından tutulup çekilecek olursa,paket lastiğindeki uzamayı görebildiğimiz halde,çelik teldeki uzamayı göremeyiz.Çelik teldeki uzamayı göremediğimiz halde ölçmek mümkündür.

1-KATILARIN ESNEKLİĞİ
Katı cisimler,kuvvet etkisi ile şekil değiştirirler.Kuvvet etkisi kalktıktan sonra eski hallerine dönerler.Dinamometre yapımımda kullanılan yaylar buna örnektir.
Fakat bunun yanında, bir mermer parçasına,ü şeker kristaline yada grafit çubuğa yeterince kuvvet uygulandığında esneme görülmeden kırıldıkları görülür.Her maddenin kırılabilme özelliği de birbirinden farklıdır.

2-SIVILARIN ESNEKLİĞİ
Sıvılar azda olsa esnektir.Sıvılar üzerine bir kuvvet uygulandığında hacimlerinin çok azda olsa değiştiği,kuvvet ortadan kalktığında tekrar eski hacimlerini aldıkları görülür.Üzerlerinde oluşturular bir basıncı her doğrultuda iletirler.İşte bu özelliğinde yararlanılarak su cendersi, hidrolik frenlergibi sistemler yapılmıştır.Kuvvet etkisi altında sıvıların hacimlerindeki değişme çok az olduğundan,esneklik sıvılar için ayırt edici bir özellik değildir.
3-GAZLARIN ESNEKLİĞİ
Kuvvet etkisiyle gazların da hacmi değişir.Kuvvet etkisi ortadan kalktığında da gaz ilk hacmini alır.Yani gazlar esnektir.Deliği 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 göstermiştir.Buna 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 kullanılır.Örneğini,deprem sırasında depreme yol açan toprak hareketlerinin kökeninin ve yayılma hızlşarının yaklaşık olarak belirlenmesine yardımcı olur.Petrol araştırmasında da yer yuvarlağının düzeysel tabakalarında gerçekleştirilen küçük patlamalardan yararlanılır.
Doğalgaz sıkıştırılabilir ve yer altı boru hatlarıyla yada gaz boru hatlarıyla yoğuşma sakıncası olmadan taşınabilir.Boru 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 takalım.Bu kütleyi denge noktasından itibaren bir kaç santimetre yukarı kaldırıp serbest bırakalım.Bu kütle titreşirken, hareketin en üst ve enalt noktalarında durur.Kütle, hareketin den alt noktasında iken enerjisi,yayda toplanır.Yine, 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 bulabiliriz.Aynı uzaklığın düşmekle kütlenin \'\'yer çekimi potansiyel enerjisinde\'\' meydana gelen değişimde aynı kütleyi yukarı kaldırmakla yapılan işten bulunabilir.Böylece 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 bulunuyoruz.Homojen ve izotrop cisimlerde bu esneklik modülleri arasında aşağıdaki bağıntılar:

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

İ zotrom cisim fiziksel özellikleri doğrultuya bağlı olmayan cisimlerdir.Fiziksel özellikleri doğrultuya bağlı olan cisimlere ise anzotrop cisimler denir.O 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\'dir.M kgk s