Kuvvet ve Hareket

Konu Anlatımı

Tanım ve Temel Kavramlar

Bir cismin hareket durumunu, yönünü veya şeklini değiştirebilen etkiye kuvvet denir. Kuvvet itme veya çekme şeklinde uygulanır ve birimi Newton, sembolü N'dir. Kuvvet, bir cisme dokunulmadan da etki edebilir; örneğin mıknatıs demiri çekerken veya yer çekimi cisimleri aşağı çekerken kuvvet uygulanır.

Kuvvetin cisimler üzerinde üç temel etkisi vardır: cisim hareket hâlindeyken durabilir veya hızlanabilir, hareket yönü değişebilir ya da cismin şekli değişebilir. Bir topu duvara çarpıştırdığımızda topun yönü değişir, hamur elde şekillendirilirken şekil değişir, duran bir bisiklete binip pedalladığınızda ise hareket başlar.

Ölçme: Dinamometre

Kuvvet dinamometre ile ölçülür. İçindeki yay, uygulanan kuvvet kadar uzar; okunan değer Newton olarak yazılır. Örneğin yay 5 N kadar uzadıysa kuvvet 5 N'dur. Dinamometreyi ölçmeden önce sıfır noktasına getirmek doğru ölçüm için şarttır. Yer çekimi kuvveti de bir kuvvettir ve cisimleri Dünya'nın merkezine doğru çeker.

Bileşke Kuvvet

Aynı anda, aynı cisme uygulanan birden fazla kuvvetin yerine geçen tek kuvete bileşke kuvvet denir. Hesap kuralı yönle belirlenir: aynı yönlü kuvvetler toplanır, zıt yönlü kuvvetler çıkarılır. Örneğin aynı yönde 5 N ve 3 N uygulanırsa bileşke 8 N'dir; zıt yönde 12 N ve 5 N varsa bileşke 12 - 5 = 7 N'dir ve büyüklüğü büyük olan kuvvetin yönündedir.

Bileşke kuvvet sıfıra eşitse kuvvetler dengelenmiştir; cisim duruyorsa durmaya, sabit hızla gidiyorsa o hızla gitmeye devam eder. Bileşke sıfırdan farklıysa kuvvetler dengelenmemiştir; cisim hızlanır, yavaşlar veya yön değiştirir. Otobüste öne doğru yürüyen bir yolcunun aniden durması, bileşke kuvvetin yön değiştirmesine örnektir.

Sürat ve Hesaplama

Sürat, bir cismin birim zamanda aldığı yoldur ve sürat = alınan yol / geçen zaman formülüyle bulunur. Süratin birimi metre/saniye (m/s) veya kilometre/saat (km/sa)'dir. 100 metrelik yolu 20 saniyede koşan bir koşucunun sürati 100 / 20 = 5 m/s olur. Birim dönüştürmede 1 m/s = 3,6 km/sa kullanılır; 5 m/s olan sürat 5 × 3,6 = 18 km/sa eder.

Soruda zaman verilmişse yola bölünür, yol verilmişse zamana bölünmez; formülde payda her zaman zamandır. Aynı yolu daha kısa sürede alan bir aracın sürati daha yüksektir; çünkü sürat, yola değil yola harcanan süreye bağlıdır.

Adım Adım Yöntem

Kuvvet sorularında izlenecek yol şudur: bir, kuvvetlerin yönleri okla belirlenir. İki, aynı yönlüler toplanır, zıt yönlüler çıkarılır. Üç, sonuç sıfırdan farklıysa hareketin değişeceği, sıfırsa durumun korunacağı söylenir. Dördü, sürat sorusunda formüle değerler yerleştirilir ve birim kontrol edilir.

Sınav Odaklı Uygulama Alanı

Sınavlarda en çok çıkanlar: kuvvetin birimi Newton, aracın dinamometre olduğu, dengelenmiş kuvvette cismin sabit hızla gidebildiği ve sürat hesabının yola zamanı bölerek yapıldığıdır. Otobüs, tren ya da yürüyen merdiven sorularında sabit hız, dengelenmiş kuvvetin göstergesidir.