Kuvvet - Hareket Konu anlatımı
Hareket
Bir cismin sabit bir noktaya göre zamanla yer değiştirmesine “hareket” denir.
Yer değiştirme
Bir cismin son konumu ile ilk konumu arasındaki farka yer değiştirme denir. Vektörel bir büyüklüktür. ∆X sembolü ile gösterilir.
Yer değiştirme = Son konum – İlk konum
∆X=X2 - X1
Hız
Hareketli bir cismin birim zamandaki yer değiştirme miktarına “hız” denir. Hız, v harfi ile gösterilir, birimi m/s dir. Hız vektörel bir büyüklüktür.
(hız) V= ∆X/ ∆t
∆X=yol(m)
∆t=zaman(s)
V=hız (m/s)
Konum
Sabit eşyaların bulunduğu yere onun konumu denir.
Ortalama hız:
Ortalama hız = Toplam alınan yol
Toplam zaman
Hareket kanunları
1687’de büyük İngiliz bilim adamı Sir Isaac Newton kuvvet ve hareketle ilgili üç yasa yayımladı. Bunlara Newton hareket yasaları denir.
Şimdi bu hareket yasalarını birinci hareket kanunundan başlayarak inceleyebiliriz.
Kanun I. (Eylemsizlik Prensibi)
Eğer maddesel bir noktanın yeri mutlak bir koordinat eksenler sistemine göre tarif edilirse ve bu maddesel nokta dışarıdan başka cisimlerin etkisi altında bulunmuyorsa bu nokta ivmesiz olarak hareket edecektir; yani ya yani ya hareketsiz duracak veya bir doğru üzerinde sabit bir hızla hareket edecektir.
Newton’un bu ifadesi şöyle açıklanabilir :
Bir kuvvetin uygulanmasıyla durumunu değişmeye mecbur edilmediği takdirde, her cisim bulunduğu hareketsiz halinde veya düzgün hareket halinde kalır
Kanun II. (Temel Prensip)
Sistemin hızındaki değişme miktarı (ivme), kuvvetle doğru orantılı olarak değişmektedir. Sürtünmesiz ortamda bulunan bir cisim, bir kuvvet etkisinde kaldığı zaman, giderek hızlanan bir hareket yapar. Yani, ivmesi sürekli artar.
Bu açıklamadan anlaşılacağı gibi, sistemi hareket ettiren kuvvet ile sistemin ivmesi arasında sabit bir orantı vardır. Bu orana o cismin kütlesi denir. Buna Newton’un temel prensibi denir.
Bir başka şekilde açıklamak gerekirse;
Eylemsiz bir eksenler sisteminde, maddesel bir nokta üzerine etki ettiği zaman bir a ivmesini ortaya çıkaran bir F kuvveti ivme ile orantılı olup bununla aynı yönü içerir; yani
dır; burada m skaler bir büyüklüktür.
Denklemde görüldüğü gibi kütle (m) yada ivme (a) ne kadar büyükse, kuvvet (F) de o kadar büyüktür. Eğer bisikletin arkasına paten kayan bir çocuk tutunuyorsa, bisiklete belirli bir ivme (a) kazandırabilmek için öncekinden daha büyük bir kuvvet (F) kullanmanız gerekir; çünkü hareket ettireceğiniz kütle (m) büyümüştür.
Bu denklemin açıklanması iki sonucu ortaya çıkarır :
Hareketin değişimi uygulanan kuvvetle orantılıdır.
Hareketin değişimi kuvvetin etkisinin yönünde meydana gelir.
Kanun III. (Etki - Tepki Prensibi)
Her etki, kendisine eşit ve ters yönde bir tepki doğurur. (Bir jet uçağında, motor çok büyük bir gaz kütlesini sürekli olarak arkaya doğru püskürtür; bu nedenle de uçak, bu püskürtmeye ters yönde, yani öne doğru itilir.) Elde tutulan, yani üzeride yukarı doğru bir kuvvet uygulanan tuğlanın yere düşmemesi de bu yasayla açıklanır.
Eğer bir B1 cismi bir B2 cismine bir kuvvet uygularsa, B2 cismi de B1 e bu kuvvete eşit ve zıt yönde bir kuvvet uygular.
Bu ifadenin anlamı şudur : Tepki daima etkiye eşit ve bununla zıt yöndedir; veya cisimlerin birbirleri üzerindeki etkileri eşit ve zıttırlar
VEKTÖR NEDİR ?
Bir ucu sınırlandırılmış diğer ucu okla yönlendirilmiş doğru parçasına vektör denir. Hız,kuvvet vektörle gösterilir.
Skaler Büyüklük Nedir ? (Sayısal)
Sadece sayı ve birimle ifade edilen büyüklüktür.Uzunluk,yol, yüzey,hacim,kütle,zaman vb. sayısal büyüklüktür. 10m,10cm2,2saat gibi
Vektörel Büyüklük Nedir ?
Yönlü büyüklüklere vektörel büyüklük denir. Hız,kuvvet,ağırlık,ivme vektörel büyüklüktür
Kuvveti Belirtebilmek İçin Hangi Elemanları Bilmek Gerekir ?
Kuvvetin şiddetini,doğrultusunu,yönünü ve uygulama noktasını bilmeliyiz.
Kuvvetin Etkileri Nelerdir ?
Cismi durdurur. Hareketlendirir. Hızlandırır. Yavaşlatır. Döndürür. Şeklini,yönünü ve doğrultusunu değiştirir.
Kuvvet Vektörle Nasıl Gösterilir ?
Doğrultusu |-------------à
Uygulama noktası A
F=3 nt (Şiddeti)
Kuvvetin Birimleri Nelerdir ?
kgf,grf,nt,dyn dir.
Önemli Kuvvet Eşitlikleri Nelerdir?
1 kg-f = 1000 gr-f
1 kg-f = 9.8 nt (Yaklaşık 10 alınabilir.)
1 gr-f = 980 dyn (Yaklaşık 1000 alınabilir.)
1 kg-f = 1000 . 980 dyn =980.000 dyn = 9.8 .105 dyn
1 nt = 100.000 dyn =105 dyn
Kilogram-kuvvet(kg-f)
gram-kuvvet(gr-f)
Ağırlık İle Kütle Arasında Fark Var mıdır?
Vardır. Kütle Ayda, Dünyada veya Marsta hep aynı değerdedir. Fakat ağırlık cismin bulunduğu yerin yerçekimine göre değişir. Dünyada 60 kg olan fatih hoca aya gitse 10 kg ağırlığa sahip olacaktır. Fakat kütlesi ayda ve dünyada aynı kalacaktı.
Kuvveti Nasıl Ölçeriz?
Kuvveti Ölçmek için dinamometre adı verilen araçtan faydalanılır.Ağırlık bir kuvvet olduğu için dinamometre ile ölçülür. Dinamometre yay ve göstergeden ibarettir. Yayın esneme ve yerçekimi kuvvetinin etkisinden yararlanılarak yapılmıştır.
Etki – Tepki Nedir?
Bütün cisimler kendilerine uygulanan kuvvete eşit şiddette ancak zıt yönlü kuvvet uygular. Bu kurala etki – tepki prensibi denir.Topun yere atılınca zıplaması gibi…
Her Cismin Eylemsizliği Varmıdır?
Vardır. Cisimler kendilerine bir kuvvet etki etmiyorsa veya toplam kuvvet sıfırsa sonsuza kadar durmaya , hareket ediyorsa sabit hızla hareketine devam eder. Bu kurala cisimlerin eylemsizliği denir.
Sürtünme Yararlımı Zararlımı?
Cismin hareketine karşı koyan, harekete zıt yöndeki kuvvete sürtünme kuvveti denir.Sürtünme kuvveti birbirine sürtünen yüzeyler arasında oluşur.sürtünme kuvveti yüzeylerin cinsine ve cismin kütlesine bağlıdır.
Sürtünme kuvveti olmasaydı en azından yürüyemezdik. Arabalar frene basınca duramazdı. Cisimleri kolay hareket ettirmek için tekerlek takmazdık.
Sürtünme Kuvvetinin Olumlu Olumsuz Yönleri :
Yürümeyi kolaylaştırır. Hareketi zorlaştırır.
Sürtünme kuvveti nedeniyle yerine koyduğumuz koltuk ve masa gibi eşyalar yerinde kalır.
Metaller arasında oluşan sürtünme sonucu sert metal yumuşak metali aşındırır. Enerji kaybına neden olur. Arabaların motor gücünün yaklaşık %20 si sürtünme kuvvetini yenmeye harcanır.
Sporcular ayaklarına giydikleri çıkıntılı ayakkabılar ile daha rahat yere basarlar.
Sürtünme kuvveti cisimleri aşındırır .
Araba,uçak,gemi ve trenin hızını yavaşlatır.
Sürtünme kuvveti olmasaydı dağ yamaçlarındaki kaya ve topraklar kolaylıkla kayardı.
Kalemle yazamaz veya yazdıklarımızı silemezdik.
Arabalar frene basılınca duramazdı.
Sürtünme Kuvvetini Artırıcı Ve Azaltıcı Yöntemler
Çok dik yokuşlara girinti çıkıntı yapılması
Kışlık ayakkabıların buzda kaymaması için girintili olması
Araçların tekerlerine karda zincir takılması
Kayakçıların düz ve pürüzsüz kayak kullanması
Ağır cisimlerin altına sürülen yağ veya konulan silindirler
Otomobil tekerlerinin mil yataklarına çelik bilye konulması
Hareket
Bir cismin sabit bir noktaya göre zamanla yer değiştirmesine “hareket” denir.
Yer değiştirme
Bir cismin son konumu ile ilk konumu arasındaki farka yer değiştirme denir. Vektörel bir büyüklüktür. ∆X sembolü ile gösterilir.
Yer değiştirme = Son konum – İlk konum
∆X=X2 - X1
Hız
Hareketli bir cismin birim zamandaki yer değiştirme miktarına “hız” denir. Hız, v harfi ile gösterilir, birimi m/s dir. Hız vektörel bir büyüklüktür.
(hız) V= ∆X/ ∆t
∆X=yol(m)
∆t=zaman(s)
V=hız (m/s)
Konum
Sabit eşyaların bulunduğu yere onun konumu denir.
Ortalama hız:
Ortalama hız = Toplam alınan yol
Toplam zaman
Hareket kanunları
1687’de büyük İngiliz bilim adamı Sir Isaac Newton kuvvet ve hareketle ilgili üç yasa yayımladı. Bunlara Newton hareket yasaları denir.
Şimdi bu hareket yasalarını birinci hareket kanunundan başlayarak inceleyebiliriz.
Kanun I. (Eylemsizlik Prensibi)
Eğer maddesel bir noktanın yeri mutlak bir koordinat eksenler sistemine göre tarif edilirse ve bu maddesel nokta dışarıdan başka cisimlerin etkisi altında bulunmuyorsa bu nokta ivmesiz olarak hareket edecektir; yani ya yani ya hareketsiz duracak veya bir doğru üzerinde sabit bir hızla hareket edecektir.
Newton’un bu ifadesi şöyle açıklanabilir :
Bir kuvvetin uygulanmasıyla durumunu değişmeye mecbur edilmediği takdirde, her cisim bulunduğu hareketsiz halinde veya düzgün hareket halinde kalır
Kanun II. (Temel Prensip)
Sistemin hızındaki değişme miktarı (ivme), kuvvetle doğru orantılı olarak değişmektedir. Sürtünmesiz ortamda bulunan bir cisim, bir kuvvet etkisinde kaldığı zaman, giderek hızlanan bir hareket yapar. Yani, ivmesi sürekli artar.
Bu açıklamadan anlaşılacağı gibi, sistemi hareket ettiren kuvvet ile sistemin ivmesi arasında sabit bir orantı vardır. Bu orana o cismin kütlesi denir. Buna Newton’un temel prensibi denir.
Bir başka şekilde açıklamak gerekirse;
Eylemsiz bir eksenler sisteminde, maddesel bir nokta üzerine etki ettiği zaman bir a ivmesini ortaya çıkaran bir F kuvveti ivme ile orantılı olup bununla aynı yönü içerir; yani
dır; burada m skaler bir büyüklüktür.
Denklemde görüldüğü gibi kütle (m) yada ivme (a) ne kadar büyükse, kuvvet (F) de o kadar büyüktür. Eğer bisikletin arkasına paten kayan bir çocuk tutunuyorsa, bisiklete belirli bir ivme (a) kazandırabilmek için öncekinden daha büyük bir kuvvet (F) kullanmanız gerekir; çünkü hareket ettireceğiniz kütle (m) büyümüştür.
Bu denklemin açıklanması iki sonucu ortaya çıkarır :
Hareketin değişimi uygulanan kuvvetle orantılıdır.
Hareketin değişimi kuvvetin etkisinin yönünde meydana gelir.
Kanun III. (Etki - Tepki Prensibi)
Her etki, kendisine eşit ve ters yönde bir tepki doğurur. (Bir jet uçağında, motor çok büyük bir gaz kütlesini sürekli olarak arkaya doğru püskürtür; bu nedenle de uçak, bu püskürtmeye ters yönde, yani öne doğru itilir.) Elde tutulan, yani üzeride yukarı doğru bir kuvvet uygulanan tuğlanın yere düşmemesi de bu yasayla açıklanır.
Eğer bir B1 cismi bir B2 cismine bir kuvvet uygularsa, B2 cismi de B1 e bu kuvvete eşit ve zıt yönde bir kuvvet uygular.
Bu ifadenin anlamı şudur : Tepki daima etkiye eşit ve bununla zıt yöndedir; veya cisimlerin birbirleri üzerindeki etkileri eşit ve zıttırlar
VEKTÖR NEDİR ?
Bir ucu sınırlandırılmış diğer ucu okla yönlendirilmiş doğru parçasına vektör denir. Hız,kuvvet vektörle gösterilir.
Skaler Büyüklük Nedir ? (Sayısal)
Sadece sayı ve birimle ifade edilen büyüklüktür.Uzunluk,yol, yüzey,hacim,kütle,zaman vb. sayısal büyüklüktür. 10m,10cm2,2saat gibi
Vektörel Büyüklük Nedir ?
Yönlü büyüklüklere vektörel büyüklük denir. Hız,kuvvet,ağırlık,ivme vektörel büyüklüktür
Kuvveti Belirtebilmek İçin Hangi Elemanları Bilmek Gerekir ?
Kuvvetin şiddetini,doğrultusunu,yönünü ve uygulama noktasını bilmeliyiz.
Kuvvetin Etkileri Nelerdir ?
Cismi durdurur. Hareketlendirir. Hızlandırır. Yavaşlatır. Döndürür. Şeklini,yönünü ve doğrultusunu değiştirir.
Kuvvet Vektörle Nasıl Gösterilir ?
Doğrultusu |-------------à
Uygulama noktası A
F=3 nt (Şiddeti)
Kuvvetin Birimleri Nelerdir ?
kgf,grf,nt,dyn dir.
Önemli Kuvvet Eşitlikleri Nelerdir?
1 kg-f = 1000 gr-f
1 kg-f = 9.8 nt (Yaklaşık 10 alınabilir.)
1 gr-f = 980 dyn (Yaklaşık 1000 alınabilir.)
1 kg-f = 1000 . 980 dyn =980.000 dyn = 9.8 .105 dyn
1 nt = 100.000 dyn =105 dyn
Kilogram-kuvvet(kg-f)
gram-kuvvet(gr-f)
Ağırlık İle Kütle Arasında Fark Var mıdır?
Vardır. Kütle Ayda, Dünyada veya Marsta hep aynı değerdedir. Fakat ağırlık cismin bulunduğu yerin yerçekimine göre değişir. Dünyada 60 kg olan fatih hoca aya gitse 10 kg ağırlığa sahip olacaktır. Fakat kütlesi ayda ve dünyada aynı kalacaktı.
Kuvveti Nasıl Ölçeriz?
Kuvveti Ölçmek için dinamometre adı verilen araçtan faydalanılır.Ağırlık bir kuvvet olduğu için dinamometre ile ölçülür. Dinamometre yay ve göstergeden ibarettir. Yayın esneme ve yerçekimi kuvvetinin etkisinden yararlanılarak yapılmıştır.
Etki – Tepki Nedir?
Bütün cisimler kendilerine uygulanan kuvvete eşit şiddette ancak zıt yönlü kuvvet uygular. Bu kurala etki – tepki prensibi denir.Topun yere atılınca zıplaması gibi…
Her Cismin Eylemsizliği Varmıdır?
Vardır. Cisimler kendilerine bir kuvvet etki etmiyorsa veya toplam kuvvet sıfırsa sonsuza kadar durmaya , hareket ediyorsa sabit hızla hareketine devam eder. Bu kurala cisimlerin eylemsizliği denir.
Sürtünme Yararlımı Zararlımı?
Cismin hareketine karşı koyan, harekete zıt yöndeki kuvvete sürtünme kuvveti denir.Sürtünme kuvveti birbirine sürtünen yüzeyler arasında oluşur.sürtünme kuvveti yüzeylerin cinsine ve cismin kütlesine bağlıdır.
Sürtünme kuvveti olmasaydı en azından yürüyemezdik. Arabalar frene basınca duramazdı. Cisimleri kolay hareket ettirmek için tekerlek takmazdık.
Sürtünme Kuvvetinin Olumlu Olumsuz Yönleri :
Yürümeyi kolaylaştırır. Hareketi zorlaştırır.
Sürtünme kuvveti nedeniyle yerine koyduğumuz koltuk ve masa gibi eşyalar yerinde kalır.
Metaller arasında oluşan sürtünme sonucu sert metal yumuşak metali aşındırır. Enerji kaybına neden olur. Arabaların motor gücünün yaklaşık %20 si sürtünme kuvvetini yenmeye harcanır.
Sporcular ayaklarına giydikleri çıkıntılı ayakkabılar ile daha rahat yere basarlar.
Sürtünme kuvveti cisimleri aşındırır .
Araba,uçak,gemi ve trenin hızını yavaşlatır.
Sürtünme kuvveti olmasaydı dağ yamaçlarındaki kaya ve topraklar kolaylıkla kayardı.
Kalemle yazamaz veya yazdıklarımızı silemezdik.
Arabalar frene basılınca duramazdı.
Sürtünme Kuvvetini Artırıcı Ve Azaltıcı Yöntemler
Çok dik yokuşlara girinti çıkıntı yapılması
Kışlık ayakkabıların buzda kaymaması için girintili olması
Araçların tekerlerine karda zincir takılması
Kayakçıların düz ve pürüzsüz kayak kullanması
Ağır cisimlerin altına sürülen yağ veya konulan silindirler
Otomobil tekerlerinin mil yataklarına çelik bilye konulması