Bu yazı Hasan ERYILMAZ tarafından 15.08.2020 tarih ve 22:58 saatinde Fizik kategorisine yazıldı. Kuvvetler - Ders Notu Konu Anlatımı

3342kez okunmuş Metni Okut Okumayı Durdur Paylaş

makale içerik

Cisimlerin hareket durumlarını yada şekillerini değiştirebilen etkiye qüç denir. Etki etmiş olduğu cismin şeklini değiştirmesi ve elastik cisimlerin uzayıp sıkışması benzer biçimde olaylar, kuvvetin statik tesirinin sonucudur.Duran cismi hareket ettirmesi, hareket halindeki cismin hızında değişim yapması, kuvvetin dinamik tesirinin sonucudur.

Kuvvet vektörel bir büyüklük olduğu için, vektörlerin tüm özellikleri kuvvetler için de geçerlidir. SI ünite sisteminde qüç birimi newton (N) dur.

Dinamometre

Kuvvet dinamometre ile ölçülür. Esnek yaydaki uzama miktarı, dinamometreye asılan cismin ağırlık kuvveti ile doğru orantılıdır. Dolayısıyla yaydaki uzama, kuvvetin büyüklüğünün bir ölçüsü olarak alınabilir. Örneğin 10 N ağırlıklı cisim asıldığında yay 1 mm uzuyorsa, 50 N ağırlıklı cisim asıldığında yay 5 mm uzayacaktır.

Ağırlık bir qüç olduğu için, hacmi m olan bir cismin ağırlığı G = mg dir. Buradaki g yerçekim ivmesi olup ölçümün yapıldığı yere gore değişebilmektedir.

Bileşke Kuvvet

İki yahut daha çok kuvvetin yapmış olduğu etkiyi tek başına icra eden kuvvete bileşke qüç denir. Kuvvetlerin herbirine ise bileşke kuvvetin bileşenleri denir. Bileşke qüç R sembolü ile gösterilir.

a) Aynı Doğrultudaki Kuvvetlerin Bileşkesi

Aynı noktaya uygulanan ve aynı yönlü olan kuvvetlerin bileşkesinin büyüklüğü, kuvvetlerin cebirsel toplamına eşittir.

R = F₁ + F₂ dir.

Bu durumda kuvvetler arasındaki açı a = 0° olduğu için bileşke kuvvetin sertliği en çok değerde olur.

Aynı noktaya uygulanan kuvvetler zıt yönlü iseler bileşke kuvvetin sertliği, vektörlerin şiddetinin tekrar cebirsel farkına eşit olur.

R = F₁ – F₂ dir.

Kuvvetler zıt yönlü iken aralarındaki açı a = 180° olduğu için bileşke kuvvetin sertliği en az değerde olur.

İki kuvvetin bileşkesinin büyüklüğü, kuvvetlerin cebirsel toplamından büyük ,farkından minik olması imkansız Kuvvetler arasındaki açı büyüdükçe bileşke kuvvetin sertliği azalır

b) Kesişen Kuvvetlerin Bileşkesi

Vektörlerin toplanmasında ve çıkarılmasında ifade edilen bütün özellikler kuvvetler için de aynen geçerlidir. Şekildeki F1 ve F2 kuvvetlerinin bileşkesi kısaca vektörel toplamı, uç uca ekleme yahut paralelkenar metoduyla bulunur.

Kuvvetlerin şiddetleri F1 ve F2, aralarındaki açı a ise, bileşke kuvvetin sertliği

bağıntısından bulunur.

ÖSS sınavında gelen sorularda bu bağıntı kullanılarak sual gelmektedir.Ancak bu bağıntı çıkarılan hususi durumlarla alakalı sorular gelmektedir.

1. Kuvvetler eşit büyüklükte ve aralarındaki açı

a = 60° ise, bileşke kuvvetin sertliği

2. Eşit büyüklükteki kuvvetler arasındaki açı,

a = 120° ise bileşke kuvvetin sertliği kuvvetlerden bir tanesinin şiddetine eşittir.

3. F1 ve F2 kuvvetleri arasındaki açı 90° ise, bileşke kuvvetin sertliği pisagor bağıntısından bulunur.

Eğer kuvvetlerin şiddetleri eşit ise, bileşke kuvvetin büyüklüğü

Duran cisimler, üstüne etkileyen kuvvetlerin bileşkesi yönünde harekete geçer.

Kuvvetlerin Dengesi

Cismin bir noktasına aynı doğrultulu eşit şiddette ve zıt yönde iki qüç uygulandığında, bu kuvvetler birbirini dengeler. Yani bu kuvvetlerin bileşkesi sıfır olur.

Buna gore, bir cisme uygulanan tüm kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise cisim dengededir. Cismin dengede olması demek ya durması, yahut durağan hızla gitmesi demektir.

Şekildeki cisme F₁ ve F₂ kuvvetleri uygulandığında cismin dengede kalabilmesi için, bileşke kuvvetin uygulanmış olduğu noktaya bileşke kuvvete eşit şiddette ve zıt yönlü bir qüç uygulanmalıdır. Bu kuvvete dengeleyici qüç denir.

Bir cismin dengede kalabilmesi için uygulanan kuvvetlerin bileşkesi sıfır olmalıdır. SF = 0 olmalıdır. Ayrıca kuvvetler x ve y eksenlerine bileşenler ayrılarak taşınırsa, x ve y eksenlerindeki kuvvetlerin bileşkesi ayrı ayrı sıfır olmalıdır. SF_x = 0, SF_y = 0 olmalıdır.

Lami Teoremi

Kesişen üç qüç dengede ise,kuvvetlerin, karşılarındaki açıların sinüslerine payı sabittir.

Buna gore;

Bu bağıntıya gore, kesişen üç qüç dengede ise, minik açının karşısındaki qüç büyük, büyük açının karşısındaki qüç ise küçüktür.

Etki – Tepki Prensibi

Her etkiye karşı eşit ve zıt yönlü bir reaksiyon uygulanır. Etki kuvvetinin büyüklüğü ile reaksiyon kuvvetinin büyüklüğü eşit ama zıt yönlüdür. Şekildeki cisim, zemine ağırlığı kadar bir tesir uygularsa, zeminde cisme o büyüklükte bir reaksiyon kuvveti uygular.

F_tesir= – F_reaksiyon G = – N dir.

Şekildeki ip iki ucundan eşit büyüklükteki F kuvvetleri ile çekilirse, ipteki gerilme kuvveti tekrar F olur. Ayrıca ipin tüm noktalarındaki gerilme kuvveti aynı değerdedir.

Maddelerin Esnekliği

Maddeler üstüne bir qüç uygulanırsa yöntemlerinde azca yada oldukça birtakım değişmeler olur. Esnek bir yay iki ucundan çekilirse uzar, iki ucundan sıkıştırılırsa kısalır. Sünger benzer biçimde elastik cisimlerin benzer biçimde daha çok değişme olur. Çelik çubuğun bir ucu sabitlenip öteki ucundan bir qüç uygulanırsa çubuk eğilir, qüç kaldırılırsa, eski halini alır. Cisimlerin şekillerini değiştirici qüç ortadan kaldırıldığında yine eski halini alan maddelere elastik maddeler denir.

Şekildeki metal telin bir ucu duvara sabitlenip öteki ucuna cisimler asıldığında yada qüç uygulandığında, telde uzama olur.

Teldeki uzama miktarı,

a) Telin boyu ile doğru orantılıdır.

b) Telin kesit alanı ile ters orantılıdır.

c) Telin ucuna uygulanan qüç ile doğru orantılıdır.

d) Uzama miktarı ek olarak telin cinsine de bağlıdır.

Örneğin, ilk boyu ve kesit alanı aynı olan çelik ve bakır tele aynı büyüklükte qüç uygulanırsa, bakır tel çelik tele gore daha çok uzar.

Esnek bir gösterim ucuna G ağırlıklı bir cisim asılırsa yay uzar. Daha ağır bir cisim asıldığında ise yay daha çok uzar. Yani yaydaki uzama miktarı yayı geren qüç ile doğru orantılıdır.

F = – k . x olur. Burada

x : yaydaki uzama yada sıkışma miktarı

k : Yay sabiti olup gösterim cinsine ve uzunluğuna bağlıdır.

Formülün önündeki (–) işareti F vektörü ile x vektörünün zıt yönlü bulunduğunu gösterir. Büyüklük hesabı yapıldığında (–) işareti dikkate alınmaz.