3.ÜNİTE BÖLÜMLER. 1. Kuvvetin Ölçülmesi KUVVETİN ÖLÇÜLMESİ VE SÜRTÜNME. Kuvvetin Ölçülme ve Sürtünme ünitesinde öğreneceklerimiz;

Transkript

1 BASİTFEN.COM 3.ÜNİTE KUVVETİN ÖLÇÜLMESİ VE SÜRTÜNME BÖLÜMLER basitfen.com Kuvvetin Ölçülme ve Sürtünme ünitesinde öğreneceklerimiz; Kuvvet en basit şekliyle itme ve çekme olarak tanımlanabilir. Kuvvet yaşantımızın her anında karşımıza çıkan bir etkidir. 1 2 Kuvvetin Ölçülmesi Sürtünme Kuvveti 1. Kuvvetin Ölçülmesi Duran bir cismi hareket ettiren, hareket halindeki bir cismi durdurabilen, cisimlerde hız, yön ve şekil değişikliği meydana getirebilen etkiye kuvvet denir. Odamızdaki eşyaları toplarken, kitaplarımızı çantamıza yerleştirirken, dişlerimizi fırçalarken ve halat çekme oyunu oynarken kuvvet uygularız. Gemilerin suda yüzmesi, havaya atılan cismin yere düşmesi, mıknatısın demiri çekmesi, yaprakların rüzgarda sallanması gibi olaylar doğada bulunan kuvvetler tarafından gerçekleştirilir. Yürürken, ayakta dururken, yazı yazarken hatta yatarken bile çeşitli kuvvetlerin etkisi altındayız. Kuvvet duran bir cismi hızlandırabilir, hareketli bir cismi durdurabilir, hareket altındaki cismin hızını ve yönünü değiştirebilir, cisimlerin şekillerini değiştirebilir. 1 basitfen.com

2 Bebek arabasını itmek için uygulanan kuvvetle, el arabasını itmek için uygulanan kuvvetler aynı değildir. Yaptığımız işe göre uyguladığımız kuvvetin büyüklüğüde değişiklik gösterecektir. Kuvvetin büyüklüğünü esnek cisimler üzerindeki etkilerinden yaralanarak ölçebiliriz. Uygulanan kuvvetin etkisiyle șekli değișebilen ve uygulanan kuvvetin etkisi ortadan kalktığında eski haline geri dönebilen cisimlere esnek cisimler denir. Yay, paket lastiği, balon ve sünger gibi cisimler esnek cisimlere örnek verilebilir. 2 basitfen.com

3 ISSAC NEWTON ( ) Tüm zamanların en iyi fizikçilerinden biridir. Ancak, diğer bilim dallarında da önemli çalışmalar yapmıştır. En önemli çalışması ise kütle çekim yasasıdır. Ayrıca, Güneş ışığının (beyaz ışık) farklı renklerin birleşmesi sonucunda oluştuğunu bulmuştur. Newton, astronomi ve matematik alanlarında da önemli buluşlar yapmıştır. Maddelerin esneklik özelliği kullanılarak kuvvetin büyüklüğünü ölçen araca dinamometre (kuvvet ölçer) denir. Dinamometre ile ölçülen kuvvetin büyüklüğünün birim Newton dur. Kısaca N harfi ile gösterilir. Dinamometredeki esnek madde kuvvet uygulandığında esneyerek uzar. Kuvvet arttıkça uzama miktarı da artar. Böylece kuvvetin büyüklüğü belirlenir. Dinamometreler derecelendirilerek kuvvetin miktarı ölçülür. Bunun için uzamayı ölçen eşit bölmeli bir gösterge kullanılır. Göstergenin bölmeleri belirli bir kuvvet değerini gösterir. Dinamometreler farklı kalınlıktaki yaylardan yapılabilir. Bu durumda bu dinamometrelerin ölçebileceği kuvvet büyüklüğü de değişecektir. Kalın yayla yapılan dinamometreler daha büyük kuvvet değerleri ölçebilirken, ince yayla yapılan dinamometreler daha küçük kuvvetleri ölçebilecektir. Hassas ölçümler yapabilmek için esnekliği fazla olan (ince yaylı) dinamometreler kullanılır. Dinamometrelerin üzerlerinde ölçebilecekleri en büyük kuvvet değerleri yazılır. Dinamometreye ölçebileceği kuvvetten daha fazla kuvvet uygulanırsa içindeki yayın esnekliği bozulur ve dinamometre kullanılamaz hâle gelir. Dinamometrelerin üzerindeki ölçüm çubuğu eşit bölmelere ayrılmıştır. Her bir bölme 1 N luk kuvvet ölçebiliyorsa bu dinamometre 10 bölme olduğu için en fazla 10x1 = 10 N luk kuvvet ölçebilir. Dinamometreler birbirinden farklı görünümde olsa bile kuvveti ölçme prensibi aynıdır. 3 basitfen.com

4 2. Sürtünme Kuvveti Cisimler hareket ederken bulundukları yüzeylerle etkileşim içindedir. Hareket eden cisimle, temas ettiği yüzey arasında olușan ve cismin hareketini zorlaștıran kuvvete sürtünme kuvveti denir. Sürtünme kuvveti temas gerektiren bir kuvvettir. Sürtünme kuvvetinin yönü cismin hareket yönüne her zaman ters yöndedir. Bir cismi pürüzsüz bir yüzeyde hareket ettirmek, pürüzlü bir yüzeyde hareket ettirmekten daha kolaydır. Pürüzlü yüzeyde oluşan sürtünme kuvveti, pürüzsüz yüzeyde oluşan sürtünme kuvvetinden daha fazladır. Bütün yüzeyler de az veya çok girinti ve çıkıntı vardır. Pürüzsüz olarak algıladığımız yüzeyleri mikroskopla incelediğimizde bu yüzeylerin de pürüzlü olduğunu görürüz. sürtünme kuvveti Toprak yol, taşlı yol, çim ve halı yüzeylerde girinti ve çıkıntı çok fazla olduğu için bu yüzeylerde oluşan sürtünme kuvveti de fazladır. Beton, fayans, parke, buz, mermer ve cam yüzeylerde girinti ve çıkıntı çok az olduğu için bu yüzeylerde oluşan sürtünme kuvveti de az olur. Günlük hayatımızda bazı durumlarda sürtünme kuvvetinin az, bazı durumlarda da sürtünme kuvvetinin fazla olmasını iste Kışın karlı ve buzlu yollarda sürtünme kuvveti azaldığından dolayı güvenli bir şekilde yol alabilmek için sürtünmeyi artırmamız gerekir ve bunun için kış şartlarına göre tasarlanmış lastikler kullanılması ya da tekerleklere zincir takılarak sürtünme kuvvetinin artırılması gerekir. 4 basitfen.com

5 BASITFEN.COM Dağcıların dağa güvenli bir şekilde tırmanabilmeleri sürtünme kuvvetinin fazla olmasıyla mümkündür Ağır valiz ve yükleri daha kolay hareket ettirebilmek için kullanılan tekerlekler sürtünmeyi azaltır ve ağır valiz ile yükler daha kolay hareket ettirilir. Makine ve arabaların motorlarındaki aşınmayı önlemek için yağ konulur. Yağ yüzeydeki pürüzleri doldurarak yüzeyi pürüzsüz hâle getirir. Makine parçaları arasında oluşacak olan sürtünme kuvveti en küçük değerlere ulaştırılmış olur ve makinelerin kullanım ömrü uzatılmış olur. Buz pateni ve kayak gibi spor dalları ile uğraşan sporcular sürtünme kuvvetinin az olmasını sağlayacak araç ve malzemeler kullanırlar. Hava bir madde olduğu için havada hareket eden cisimlere havayla etkileşimlerinden dolayı bir kuvvet etki eder. Etki eden bu sürtünme kuvvetine hava direnci denir. Salıncakta sallanan çocukların bir süre sonra yavaşlayarak durmalarını sağlayan etki metallerdeki sürtünme ve hava direncidir. Hava direnci, cisimlerin hava ortamındaki hareketini engelleyici bir etki oluşturur Cisimlerin havayla temas eden yüzeyleri ne kadar geniș ise etki eden hava direnci de o kadar fazla olur. Cisimler hava ortamında hareket ederken havanın direnci cisimlerin hareket yönüne daima ters yönde etki eder. 5 basitfen.com

6 Hava ve kara taşıtları, hava direncinden en az etkilenecek şekilde tasarlanmışlardır. Hava ve kara taşıtlarının tasarımını yapan bilim insanları doğadaki hayvanların yapısından esinlenmişlerdir. Araba ve uçakların ön kısımlarının sivri yapılması hava direncinin bu araçlara daha az etki etmesi için uygulanan tasarımlardır. AERODİNAMIK NEDİR? Aerodinamik; hareket eden katı kütlelerin havayla etkileşimlerini inceleyen bilim dalıdır. Aerodinamik sözcüğü Yunanca'dan gelmiş olup havanın hareketi hakkında olan bir bilim dalıdır. Günümüzde genel olarak uçak ve otomobil sektöründe önem kazanmış ve gelişme göstermiştir. Suda bir madde olduğu için su içerisinde hareket eden cisimlerin hareketine karşı oluşan hareketi zorlaştırıcı veya engelleyici kuvvete su direnci denir. Su direncine suyun sürtünme kuvveti de denir. Su direnci su içinde hareket eden cisimlerin hareketini zorlaştırıcı bir etki oluşturur. Gemi, kayık ve yat gibi deniz taşıtlarının ön kısımlarının denizde yaşayan canlılardan esinlenerek V şeklinde yapılması su direncini azaltmak içindir. Su direnci cisimlerin suya temas eden yüzeylerinin büyüklüğüne bağlıdır. Yüzeyin büyüklüğünün artması su direncini artırır. Suda yașayan canlıların vücutları, su direncinden en az etkilenecek șekle sahip olduğu için gemi ve denizaltıların tasarımlarında bilim adamları bunlardan yararlanmışlardır. Dalgıçların ve yüzücülerin kıyafetleri su direncinden en az etkilenecek şekilde tasarlanmıştır. 6 basitfen.com