6. Sınıf Fen ve Teknoloji

Transkript

1 KONU: Kuvvet Kuvveti göremeyiz, ancak onu etkileri ile tanırız. Kuvvet; Duran bir cismi hareket ettirebilir. Hareket eden bir cismi durdurabilir. Hareket eden bir cismin hızını değiştirebilir. Hareket eden bir cismin yönünü değiştirebilir. Hareket halindeki bir cismi durdurabilen, duran bir cismi harekete geçirebilen, cisimlerde yön, yer ve şekil değişikliği yaratan etkiye kuvvet denir. 5. sınıfta kuvveti temas gerektiren ve temas gerektirmeyen diye iki ayırmıştık. Kuvvetin büyüklüğü, sarmal yayların esneklik özelliklerinden yararlanılarak yapılan dinamometre ile ölçülür. Dinamometre, üzerinde ölçeklendirilmiş skala duyarlılığına göre numaralandırılır. Dinamometrenin duyarlılığı yayın cinsine, kalınlığına ve uzunluğuna bağlı olarak değişebilir. Bazı dinamometreler daha büyük kuvvetleri bazıları ise daha küçük kuvvetleri ölçmek için yapılır. şekilde dinamometre ile çekerek de kuvveti ölçebiliriz. Kuvvetin birimi Newton kısaca N harfi ile gösterilir. Dinamometreler kullanım amaçlarına göre farklı büyüklükteki kuvvetleri ölçebilecek şekilde üretilir. Dinamometrelerin ölçebileceği kuvvetlerin değerlerini içindeki yaylar belirler. Yayların belirli bir esneklik sınırı vardır. Bu sınır aşılırsa yayın esnekliği bozulabileceğinden ölçüm yapılamaz. Bu nedenle dinamometrenin üzerinde, ölçebileceği en büyük kuvvet değeri belirtilir. Yandaki şekilde K dinamometresi 0 ile 20 N arasını ölçer iken, L dinamometresi 0 ile 50 N arasını ölçmektedir. 30 N luk bir cismi K dinamometresi ile ölçemeyiz. Dinamometrelerin boylarının eşit olması aynı büyüklükteki kuvvetleri ölçecekleri anlamına gelmez. Üzerinde 10 N yazan dinamometrede her bölme 1 N a karşılık gelir. Üzerinde 100 N yazan bir dinamometrede ise her bölme 10 N luk kuvveti gösterir. Dolayısıyla kuvvetlerin büyüklüğünü ölçerken uygun dinamometreleri seçeriz. Cisme uygulanan kuvvet ne kadar büyük olursa dinamometrenin yayının uzaması da o kadar fazla olur. Dinamometrenin yayının uzaması sonucunda okuduğumuz değer bize kuvvetin büyüklüğünü verir. Yaya daha büyük kuvvet uygulandığında yay daha fazla uzar ve gösterdiği değer artar. Dinamometre ile kuvvet ölçümü yaparken cismi asmak yerine yatay Yukarıdaki şekilde dinamometrenin bir bölmesi 2 N a denk gelmektedir. Dinamometre 2 bölme uzadığı için kitaba 4 N luk kuvvet uygulanmıştır. Yukarıda ise dinamometre 6 bölme uzadığından kitaba 12 N luk kuvvet uygulanmıştır. 6. Sınıf Fen ve Teknoloji

2 Kuvvetin Yönü ve Doğrultusu Yukarıdaki şekilde öğrenciler zıt yönlerde hareket etmektedir. Ancak bu öğrencilerin hareket doğrultuları aynıdır. F1 ve F2 kuvvetlerinin her ikisinin de doğrultuları aynı ve doğu-batı doğrultusundadır. F1 kuvveti doğu yönünde 2 N, F2 kuvveti ise batı yönünde 6 N olarak uygulanmaktadır. Kuvvetler İş Başında Cisimlere uyguladığımız kuvvetlerin yönleri ve doğrultuları vardır. Kuvvetin cisimler üzerindeki etkisi uygulandığı yöne bağlıdır. Bir cismi hangi yönde hareket ettirmek istiyorsak o yönde kuvvet uygulamamız gerekir. Cisimlere etki eden kuvvetleri yönlendirilmiş doğru parçaları (oklar) ile çizerek gösterebiliriz. Kuvvet F ile ifade edilir. Birimi ise Newton dur. Çizdiğimiz okun yönü kuvvetin yönünü, okun uzunluğu ise kuvvetin büyüklüğünü gösterir. Kuvvetlerin büyüklüğünü doğru ifade etmek için çizdiğimiz okları ölçeklendirmemiz gerekir. Örneğin, 1 cm lik uzunluk 1 N u gösterecek şekilde bir ölçek seçtiğimizde kuvvetleri aşağıdaki gibi gösterebiliriz. iki ya da daha fazla kuvvetin bir cisme yaptığı etkiyi tek başına yapan kuvvete bileşke (net) kuvvet denir. Genellikle bileşke kuvvet R harfi ile gösterilir. Bir cisme aynı doğrultuda ve aynı yönde kuvvetler etki ediyorsa bileşke kuvvetin büyüklüğünü bulmak için bu kuvvetlerin büyüklükleri toplanır. I. Kuvvet doğu-batı doğrultulu, yönü doğu-ya doğru ve büyüklüğü 1 N dur. II. Kuvvet doğu-batı doğrultulu, yönü doğuya doğru ve büyüklüğü 5 N dur Yukarıdaki şekillerde cisimlere aynı yönlü kuvvet etki etmiştir. Bileşke kuvvet bu kuvvetlerin toplamına eşittir. Bir cisme aynı doğrultuda ve zıt yönde birden fazla kuvvet etki ediyorsa bileşke kuvvetin büyüklüğünü bulmak için büyük olan kuvvetten küçük olan kuvvet çıkarılır. Bileşke kuvvetin yönü büyük olan kuvvet yönündedir. Doğrultusu da uygulanan kuvvetlerin doğrultusu ile aynıdır.

3 Dengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler Bir cisme farklı yönlerden uygulanan eşit şiddetteki kuvvetler cismin dengede kalmasını sağlar. Bu durumda bileşke kuvvet sıfır olur. Böylelikle kuvvetler birbirini dengeler. Yukarıdaki halat çekme yarışında uygulanan kuvvetlerin yönü gösterilmiştir. Kimin kazanacağı uygulanan kuvvetin büyüklüğüne bağlıdır. Yukarıdaki şekilde cisme zıt yönlerde eşit büyüklükte kuvvetler etki etmektedir. Bileşke kuvvet sıfır olur ve cisimler dengelenmiş kuvvetin etkisinde olur. Dengelenmiş kuvvetlerin etkisindeki cisim ya hareketsizdir, durmaya devam eder ya da sahip olduğu hareketi sabit süratle devam ettirir. Yukarıdaki resimde iki erkek çocuk aynı yönlü kuvvet uygularken kız çocuğu ise zıt yönde bir kuvvet uygulamaktadır. Bileşke kuvvet ise aynı yönlü olanlar toplanır. Daha sonra ise zıt yönlü olanlar çıkarılır ve bileşke kuvvet büyük kuvvetin yönünde olur. Yandaki resimde araca etki eden bileşke kuvvet sıfırdır. Dengelenmiş kuvvetin etkisi altındadır. Ancak aracın hızı sıfır olduğundan durmaya devam edecektir. Yandaki resimde araca etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır olduğu için araç doğu yönünde 10 m/s sabit hızla hareketine devam eder. Yukarıdaki resimlerde cisimler dengelenmiş kuvvetin etkisi altındadır.

4 Soru-2012 DPY Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfırdan farklı ise ci-sim bileşke kuvvetin etkisinde hareket eder. Bu durumda cisim dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir denir. Dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindeki cisimlerin süratinde ve hareket yönünde zamanla değişiklikler olabilir. Yani cisim hızlanabilir, yavaşlayabilir ya da yön değiştirebilir. Yukarıdaki resimlerde kaydıraktan kayan çocuğun hızı artmakta, limana yanaşan geminin ise hızı azalmaktadır. Bu nedenden dolayı dengelenmemiş kuvvetin etkisi altındadırlar. Çözüm: Yandaki resimde araca hareket yönünün tersi yönde kuvvet etki ettiğinden araç yavaşlar. Yandaki resimde araca hareket yönünde bir kuvvet etki ettiğinden araç hızlanır. Yukarıda I ve II vagona etki eden kuvvetler çizildi. Uygulanan kuvvetler zıt yönlü ancak doğrultuları aynı yönlüdür. Doğru cevap A seçeneğidir. Soru:2012 DPY

5 Soru-2011 DPY Çözüm: Ali arabaları uyguladığı kuvvet dengelenmemiş kuvvet olduğuna göre K aracının hızını arttırır. L aracının hızını ise azaltır. Çünkü zıt yönde etki ediyor. L cismini yavaşlattığı için yönünü değiştirmez yine araç doğuya doğru hareket eder. Doğru Cevap B seçeneğidir. Soru-2011 DPY Çözüm: Net kuvvetin sıfır olması için öncelikle yukarıdaki kuvvetlerin bileşkesini bulalım. 20-8= 12 N olacaktır. Yönü ise Doğu olacaktır. Bileşke kuvvetin sıfır olması için ben bu kuvvete zıt yönde ve bu kuvvete eşit büyüklükte bir kuvvet uygulamalıyım. Uygulayacağımız kuvvetin yönü Batı ve Büyüklüğü de 12 N olmalıdır. Doğru cevap D seçeneğidir. Çözüm: Aykut yaya uyguladığı kuvvet doğu yönünde ise yayın Aykut a uyguladığı kuvvet zıt yönde olacaktır. Doğru cevap A seçeneğidir.