Mıknatısın Cisimlere Uyguladığı Kuvvet

Mıknatıs Kutupları

Mıknatıslar birçok farklı sektörde kullanılıyor. Genel anlamıyla mıknatıs demir, nikel ve kobalt olarak adlandırılan maddeleri çeken ve bu cisimlere karşı bir etki gösteren cisimdir. Mıknatısın kutupları ise 2 farklı ucunun yapısını oluşturmaktadır. Bu iki farklı uç manyetik olarak çekme ve itme özelliklerini sergileyen kısımları oluşturuyor. Mıknatıslar 3 şekilde oluşabiliyor. Öncelikle doğal olabildikleri gibi sonradan yapay olarak elde edilebilenleri de bulunuyor. Son olarak ise elektrik enerjisi ile oluşturulan elektromanyetik mıknatıslar karşımıza çıkıyor.

Mıknatıs Türlerinin Birbirinden Farklılıkları Nelerdir?

Öncelikle doğal mıknatıslar kayaç yapısı ve içerdiği demir oksit bileşiği ile karşımıza çıkıyor. Bu sayede oluştuğu andan itibaren çekme, itme vazifesi görebiliyor. Bundan farklı olarak manyetik mıknatıslar insanların kendi istek ve ihtiyaçlarına göre yapılıyor. Boyutları, şekilleri ve etki alanları kullanılacak işe göre belirleniyor. Demir ve çelik metallerine geçici veya daimi mıknatıslık özelliği kazandırılmasıyla elde edilirler. Elektromanyetik mıknatıslar ise bu ikisinden tamamen farklıdır. Burada devreye elektrik akımı girmektedir. Ham demir çubuğun etrafından elektrik akımı geçirilerek mıknatıslık özelliği kazandırılıyor. Bu yolla ham demirden bir mıknatıs elde edilmiş oluyor.

Mıknatıs Kutuplarının Genel Özellikleri

·         Mıknatısın kutuplarından aynı olanları birbirini itecektir. Zıt olanları ise birbirini çekecektir.

·         Her mıknatısın hayali olarak bir manyetik alanı bulunuyor.

·         Hayali manyetik alan çizgileri kuzey tarafından çıkar ve güney tarafında son bulur.

·         Mıknatısı bölerek tek bir kutup elde edilemez. Her parça N-S olarak iki farklı yeni kutup olur.

·         Dünyamızın da mıknatıslık özelliği vardır. Bu yüzden pusulalar kullanılarak yön bulmak mümkündür.

·         Mıknatıs çeşitli elektronik cihazlara, kartlara, ekranlara zarar verebilmektedir. Ekrana yakınlaştırınca renkleri bozup kalıcı sorunlara yol açabilmektedir. Bu yüzden bu cihazlardan uzak tutulmalıdır.

Yapay Mıknatıs Nasıl Elde Edilir?

Yapay, iki kutuplu bir mıknatıs elde etmek için bazı yolların izlenmesi gerekiyor. Ayrıca birçok farklı malzemeye ihtiyaç duyuluyor. Öncelikle kobalt, nikel ve alüminyum malzemelerine ihtiyaç duyulan mıknatıs yapımında bu maddeyi içeren alnico adı verilen maddeler kullanılıyor. Çeşitli işlemler sonucunda bu mıknatısa kullanılacağı alana göre şekil veriliyor. Çubuk, U, yuvarlak, at nalı, kare, halka mıknatıs türleri bu şekillerden sadece birkaçını oluşturuyor. İsteğe göre bu şekil üretim aşamasında belirlenebiliyor.

Mıknatıs S-N Kutupları

Mıknatısın en etkili olduğu bölgeleri bu bahsedilen kutup noktalarıdır. Manyetik özelliklerinin en iyi gösterildiği yer olan uç noktalar itme ve çekme özellikleri göstermektedir. Her mıknatıs bu kutuplardan 2 adet barındırmaktadır. Bu kutupların adları kuzey ve güneydir. İngilizce ’de North olarak geçen kuzey kelimesinin baş harfi N, South olarak geçen kelimenin karşılığı ise S olarak alınmış ve evrenselleştirilmiştir. Şeklinin bir önemi olmamakla beraber her mıknatıs 2 farklı kutup içerecektir. Şekil sadece kutupların yerini etkilemektedir. Mıknatıs parçalanmak istendiği takdirde yine 2 farklı kutup oluşturacaktır. Farklı iki mıknatısın aynı kutupları birbirini iter. Tam tersi olarak zıt kutuplar ise birbirini çekecektir.

Kutupların Zarar Görmesi Halinde Mıknatıslık Özellikleri Kaybolur Mu?

Mıknatıs bazı durumlarda özelliğini kaybederek sıradan bir metal halini alabilmektedir. Manyetik özelliklerin yoğun olduğu uç bölgelerin hasar görmesi bu özellik kaybının başlıca nedeni olarak karşımıza çıkmaktadır. Şiddetli bir darbe alması halinde mıknatıslık özelliği yitirilecektir. Buna ek olarak uzun süreler kullanılmayan ve oksitlenme yapan mıknatıslarda pas sebebiyle etkisini kaybedebiliyor. Oksitlenme kadar sıcaklık da etkili bir mıknatıs bozulması sebebi olarak belirtiliyor. Yüksek sıcaklıklarda uzun süreli bekleyen mıknatısların kutupları zarar görmesine neden oluyor. Sonucunda ise mıknatıslık özelliği ortadan kalkmış oluyor. Aksi takdirde ortadan ikiye ayırma parçalama gibi durumlarda mıknatıslık özelliği kaybolmuyor. En küçük parça dahi mıknatıslık özelliği göstermeye devam ediyor.

Mıknatısların Kutuplarının İtme Çekme Özelliği Hangi Sektörde Kullanılıyor

Mıknatıslar birçok farklı alanda kullanılabiliyor. Bu alanların başında ise hiç şüphesiz elektrik santralleri geliyor. Jeneratörlere kurulan mıknatıs düzenekleri ile elektrik sağlanıyor. Buna ek olarak elektrik motorları, elektronik cihazlar, mutfak eşyaları gibi alanlarda da kullanılıyor. Elektromanyetik mıknatısların gücünden ise araba hurdalıklarında faydalanıyor. Tonlarca ağırlıktaki araçlar elektromanyetik mıknatısın aktifleştirilmesi halinde kolaylıkla kaldırılıyor. Bu mıknatısa giden akım kesilerek aktifliğinin kaybedilmesi sonucunda ise bırakılabiliyor. Mıknatıslar sadece taşıma alanında değil temizlik alanında da kullanılmaktadır. Kil temizliği, kum temizliği, değerli metallerin yabancı maddelerden arındırılması gibi birçok alanda da temizlik anlamında kullanılıyor. Elektrik motorlarının mini halleri ise tüm elektrikli oyuncakların içerisinde yerini alıyorlar.

Bazı kuvvetler, etkiledikleri cisimlere temas etmezler. Cisimlerde fiziksel temas olmadan harekete sebep olan kuvvetlere temas gerektiren kuvvetler denir.

Bu kuvvetler;

Mıknatıslarda

Yer çekim kuvvetinde

Elektriklenme olayında görülür.

Newton, isimli bilim adamı yaptığı çalışmalar sonucunda yerin cisimlere bir kuvvet uyguladığını fark eder. Yerin merkezine doğru olan ve bütün cisimleri bu noktaya çeken kuvvete yer çekimi kuvveti adı verilir. Yer çekimi kuvveti, yeryüzündeki bütün varlıkları yer kürenin merkezine doğru çeker. Yer çekimi kuvveti yeryüzündeki tüm varlıklara etki eder. Varlıkların uzaydaki gibi uçuşmamasının nedeni yer çekimi kuvvetidir. Yer çekimi kuvveti Dünyada var olan bir kuvvettir. Uzayda yer çekimi kuvveti yoktur. Bir mıknatısı toplu iğneler mıknatısa doğru yönelerek ona yapışır. Bu durumda mıknatıs toplu iğnelere, temas gerektirmeyen kuvvet uygulamıştır. Bu kuvvete manyetik kuvvet adı verilir. Yün kazağa sürtülen lastik balon ya da plastik tarak küçük kâğıt parçalarına yaklaştırılırsa kâğıt parçalarını çeker. Balonun ya da plastik tarağın kâğıt parçalarına uyguladığı kuvvet temas gerektirmeyen bir kuvvettir. Bu kuvvete elektriksel kuvvet (elektrostatik kuvvet) adı verilir. Havaya atılan top ve paraşütçü yer çekimi etkisiyle düşer. Bu düşüş esnasında temas gerektirmeyen bir kuvvet uygulanır.

Bu kuvvetlerin görüldüğü bazı olayları aşağıdaki gibi sıralayabiliriz.
Mıknatısın çiviyi çekmesi,
Yağmur damlalarının yere düşmesi,
Yıldırım düşmesi,
Masadan düşen kalem,
Yün kazağa ya da saçlara sürtülen tarağın küçük kâğıt parçalarını çekmesi,
Mıknatısın cisimleri çekmesi
Buluttan yağmur damlasının düşmesi,
Meyvenin daldan düşmesi temas gerektirmeyen kuvvetlerin bir sonucudur.

Örneğin;
Yaprağın rüzgâr tarafından düşürülmesi,
Saksının balkondan düşmesi,
Bir mıknatısın elle tutulup başka bir mıknatısa yaklaştırılması sonucu mıknatısların birbirini itmesi veya çekmesi gibi olaylarda vardır.

Mıknatıs günlük hayatta metal maddeleri çekmek yada bazı maddelerin metal zeminlere yapışmasını sağlamak için kullanılır. Ancak çok bilinmese de mıknatısın bazı maddeleri itme özelliği de vardır. Sizler için hazırladığımız bu yazı da mıknatısın ne olduğu, özellikleri ve farklı maddelere uyguladıkları kuvvetler hakkında bilgi sahibi olabileceksiniz.

MIKNATISLARIN UYGULADIĞI KUVVET NEDİR?

Mıknatısın içeriği nikel, demir ya da kobalt maddelerinden meydana gelir. Mıknatısın genel olarak çekme özelliği olduğu bilinse de itme özelliği de vardır. Mıknatıs çeşidi ise 2 tanedir. Mıknatıslar yapay ve doğal olmak üzere iki şekilde ayrılır.

Yapay mıknatısın yapısında çekme ve itme özelliği yoktur. Sonradan eklenen malzemeler ile mıknatıs özelliği kazandırılır. Doğal mıknatıs ise doğada meydana gelir ve kendiliğinden oluşur. Mıknatıslar kullanım şekilleri de değişiklik gösterir. İşte kullanım şekillerine göre mıknatıs çeşitleri:

Halka mıknatıs, u şekli mıknatıs ve çubuk mıknatıs

MIKNATISLARIN AYNI VE FARKLI KUTUPLARININ BİRBİRLERİNE UYGULADIĞI KUVVET

Mıknatıslarda iki ayrı uç bulunur. Bunlar iki farklı kutbu temsil eder. Mıknatısların bir ucu Kuzeyi, diğer ucu ise Güney'i gösterir. Kuzey N harfi ile Güney ise S harfi ile temsil edilir. Bunlar İngilizce'deki yön terimlerinden alınmıştır. Mıknatısların aynı ve farklı kutuplarının birbirlerine uyguladığı kuvvet konusunu aşağıdaki örnekler ile inceleyelim:

İki farklı mıknatısın iki kuzey ucunu da yakınlaştırın. Bu işlemi yaparken mıknatısların birbirini çektiğini değil ittiğini görebilirsiniz. Çünkü aynı kutuplar birbirilerini her zaman iter. Şimdi bir mıknatısın ucunun kuzey tarafını güney ucuna yaklaştırın. O zaman mıknatısların birbirini çektiğini göreceksiniz. Atışların bir diğer özelliği de parçalansa dahi itme ve çekme özelliklerini kaybetmemesidir.

MIKNATISLAR HANGİ MADDELERE ETKİ EDER?

Mıknatıslar pek çok farklı maddeye etki eder. Demir, kobalt ve nikel maddelerinden elde edilen ürünleri mıknatıs çeker. Mıknatısın etki ettiği bu maddeler şunlardır:

Çivi, çay kaşığı, demir toka, metal bileklik, metal aksesuarlar, toplu iğne

Mıknatısın etki etmediği ürünler de vardır. Bu ürünlere şu örnekler verilebilir; Plastik, tahta, alüminyum, porselen, cam, gümüş, bakır.

Mıknatıs 

Mıknatıs olarak adlandırılan cisimler manyetik kuvvet etkisiyle başka cisimleri (metalleri) çekme yada itme  etkisi gösterebilen cisimlerdir. Mıknatısların bu kuvvet etkileri yerin manyetik alanından da ileri gelen bazı kullanım alanları vardır. Örneğin pusulalar gibi. Mıknatısların kullanım alanları elbette sadece bununla sınırlı değil. Günlük hayatta birçok örnek verilebilir ama asıl konumuz uyguladıkları kuvvetin cinsi.

İtme ve Çekme Kuvveti

Mıknatıslar demir, kobalt ve nikel gibi maddeleri çekerler. Mıknatıslar tarafından temas gerektirmeden uygulanan kuvvet sayesinde toplu iğneleri toplarız. Mıknatısları buzdolapların kapılarında kullanırız. Mıknatıslarla çöplerin içerisindeki demir, nikel gibi atık maddeleri seçerek geri dönüşümünü sağlarız.

Mıknatıslar hep çekme kuvveti uygulamazlar. İtme kuvveti uygulama gücüne de sahiptir. Mıknatısların farklı iki kutbu vardır. Farklı iki kutuptan birisi N, diğeri ise S olarak bilinir. Mıknatısın farklı iki kutbunu birbirine yaklaştırdığımızda birbirlerine çekme kuvveti uygular. Aynı iki kutbu ise birbirine itme kuvveti uygular.

N, S —►çeker.
N, N —►iter.
S, S —► iter.

Mıknatısların itme ve çekme kuvvetini oluşturma özelliği en küçük parçacıklarında da bulunur.

Kuvvet

Duran bir cismi harekete geçiren, hareket halindeki cismi durduran, cismin doğrultusunu, yönünü, şeklini ve hızını değiştirebilen her türlü etkiye kuvvet denir. Kuvvet gözle görülemez, kuvvetin sadece etkileri gözlenip ölçülebilir.

 Kuvvet Çeşitleri 

Kuvvetler, etkilerine göre farklı çeşitlerde olabilir. Kuvvetler genel olarak temas gerektiren kuvvetler ve temas gerektirmeyen kuvvetler olarak iki grupta incelenir.

Mıknatısın maddelere uyguladığı kuvvet, yünlü kazağa sürülen plastik çubuğun küçük kağıt parçalarını çekmesi, havaya atılan taşın yerçekiminin etkisiyle yere düşmesi temas gerektirmeyen kuvvetlere örnektir (yerçekimi, elektriklenme, magnetizma gibi kuvvetler cisimleri uzaktan etkileyen kuvvetlerdir).

Yani mıknatısın maddelere uyguladığı kuvvet temas gerektirmeyen kuvvettir.

Temas Gerektirmeyen Kuvvetler

1. Kazağımızı çıkardığımızda saçımızı etkileyen kuvvet
2. Saçımıza sürdüğümüz tarağın küçük kağıt parçalarını çekmesi.
3. Mıknatısın demir, kobalt ve nikeli çekmesi.
4. Çıtıdan kiremitin düşmesi gibi….
Yünlü kumaşa sürttüğümüz tarağı çok az açılmış bir musluktan akan suya yaklaştırdığımızda suyu çeken kuvvet temas gerektirmeyen kuvvettir.

Mıknatıs Kutupları ve Manyetik Alan

Eski ve kısmen günümüzde de kullanılabilen bir kuram olan mıknatısın moleküler kuramına göre; mıknatıslanabilen cisimlerin içinde Kuzey (North) ve Güney (South) kutuplar bulunur. Cismin içindeki kutuplar, cisim mıknatıslanmadan önce moleküler seviyede düzensiz gruplar halindedir. Cisim manyetik hale geldiğinde, cismin içindeki bu grupların birçoğu aynı doğrultuya gelerek cismin toplam manyetik alanına katkıda bulunur. Böylece tek bir manyetik alan ve tam bir manyetik kutupluluk elde edilir.

Mıknatıslığın modern elektron kuramı da kısmen aynı noktaları kabul eder ama yük fikrini bırakır. Domain veya atom gruplarından meydana gelen tanecik fikrine ağırlık verir. Manyetiklik durumunun sebebini atom ve moleküllerin manyetik momentlerine ve dış etkilerle cismin içindeki manyetik kuvvetin paralelleştirilmesine bağlar.

Manyetik kuvvetin etkisi ile, kendisi manyetik olmadığı halde çekilen maddelere paramanyetik, itilen maddelere diyamanyetik denir. Paramanyetik maddelere örnek olarak alüminyum, baryum ve oksijen, diyamanyetik maddelere ise civa, altın, bizmut, silisyum ve benzeri maddeler verilebilir.