Kuvvet ve Hareket 1

• Hareket eden bir cismi durduran, duran bir cismi hareket ettiren, cisimlerin şekil, yön ve doğrultularını değiştiren etkiye Kuvvet denir.

• Kuvvetin, cisimlerin hareket durumlarını değiştirme etkisi vardır.

• Kuvvetin, cisimlerin şekil, biçim, yön ve doğrultularını değiştirme etkisi vardır.

• Kuvvetin, cisimler üzerinde döndürme etkisi vardır.

• NOT: Kuvvetin sağlandığı kaynaklar değişiktir. Örneğin; kas kuvveti, yakıt kuvveti, su buharı kuvveti, suyun ve havanın kaldırma kuvveti

Fizikte temel anlamda iki büyüklük vardır.

1.Skaler Büyüklük

2.Vektörel Büyüklük

• Sadece bir sayı ve bir birimle belirtilen büyüklüktür.

Örnek: Kitabın boyu 160 cm dir. Karpuz 5 kg dır vb…

• Sıcaklık, kütle, zaman, uzunluk, öz kütle, enerji skaler büyüklüklerdir.

• Yönü, doğrultusu ve değeri ile belirtilen büyüklüklere Vektörel Büyüklük denir.

• Kuvvet, Hız, İvme gibi büyüklükler vektörelbüyüklük olduğundan vektörle gösterilir.

• Vektör: Yönlendirilmiş, sınırlandırılmış, ölçülebilen doğru parçasıdır.

• Vektör ( ----> ) ile gösterilir. Ucundaki ok işareti kuvvetin yönünü belirtir.

• F (Kuvvet) = Vektörel bir büyüklüktür.

• m (Kütle) = Skaler büyüklüktür.

• G (Ağırlık) = Vektörel büyüklüktür.

• V = Vektörel büyüklüktür.

• Sıcaklık = Skaler büyüklüktür.

Bir cismin dengede olması demek, cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesinin sıfır olması demektir.

Net Kuvvet sıfırdır

R = Bileşke Kuvvet

KUVVETİN FOKNSİYONLARI

1. Kuvvet etki ettiği cisimlere hareket kazandırabilir.

2. Kuvvet cisimlerin hızlarını değiştirebilir.

3. Kuvvet hareket eden cisimlerin yönünü değiştirebilir.

4. Kuvvet cisimlerde şekil değişikliğine sebep olabilir.

5. Kuvvetlerin cisimler üzerinde döndürme etkileri bulunabilir.

Kuvvet vektörel bir büyüklüktür.F harfi ile gösterilir.

F

Kuvvet dinamometre ile ölçülür. Birimi Newton’dur.Newton kısaca

N harfi ile gösterilir.

Dinamometre

Dinamometre içinde yay bulunan ve bu yayın uzama

katsayısına göre ölçeklendirilmiş boru şeklinde bir

muhafazadan oluşur.

STATİĞİN PRENSİPLERİBirden fazla kuvvetin yaptığı etkiyi tek başına yapabilen kuvvete bileşke kuvvet denir.Bileşke kuvvet R harfi ile gösterilir.

Kuvvet vektörel bir büyüklük olduğu içinbileşke kuvveti bulmak için vektörlerintoplanmasındaki kurallardan yararlanılır.

Bir cismin aynı noktasına etki edenkuvvetlere kesişen kuvvetler denir.

F1

F2

Bir sistemde bileşke kuvvetin değeri 0(sıfır) ise bu sistem dengededir.

Kesişen Kuvvetlerin Bileşkesi

α

F2

F1 R Doğrultuları birbirini kesen kuvvetlerekesişen kuvvetler denir.

Bir kuvvetin etki çizgisi, kuvvetvektöründen geçen doğrudur.

Aralarında α açısı bulunan kesişen iki kuvvetinbileşkesi şu şekilde ifade edilir:

R2 = F12 + F2

2 + 2F1F2Cosα

ÖRNEK

600

F2 = 10 N

F1=20 N Yandaki şekilde verilen iki kuvvetin bileşkesinin büyüklüğünü ve yönünü bulunuz.

600

F2 = 10 N

F1=20 NR = 10 √7 N

R2 = 202 + 102 + 2.20.10. ½

R2 = 400 + 100 + 200 =700

R = √700 = 10√7 N

ÖNEMLİ!Kesişen iki kuvvetlerin bileşkesi;

Bu iki kuvvetin arasında bir doğrultudadır.

Büyük kuvvete daha yakın bir doğrultudadır.

Kuvvetler eşit ise, bu iki kuvvet arasındaki açının açıortayı doğrultusundadır.

Kuvvetler arasındaki açı büyüdükçe küçülür.

Değeri en az bu kuvvetlerin farkı, en fazla ise toplamı kadardır.

α

F2

F1 R

Aynı Doğrultulu Kuvvetlerin Bileşkesi

Bir noktaya veya cisme etki eden aynı yönlü iki kuvvetin aralarındaki açı 00 olur.

Aynı yönlü kuvvetlerin bileşkesi bu kuvvetlerle aynı yönde ve kuvvetlerin toplamınaeşittir.

F1

F2

R = F1 + F2O.

F1 F2.

O

R = F2 – F1

Bir noktaya etki eden zıt yönlü kuvvetlerin arasındaki açı 1800

olur.

Zıt yönlü kuvvetlerin bileşkesi bu kuvvetlerle aynı doğrultuda vekuvvetlerin farkına eşittir.Bileşke kuvvet büyük olan kuvvetle aynı yöndedir.

ÖRNEK

Şekildeki kamyona etki eden bileşke kuvvetleri bulalım.

R = F1 + F2 = 5000+3000

=8000 N

R = F1 - F2 = 5000 - 3000

=2000 N

F1= 5000 N

F2= 3000 N

F1= 5000 NF2= 3000 N

Vektörlerin sayısal büyüklüklerinin eşit olması gerekir.

R

F

F

X = 90

R = F . 2

60

F

F

R = F 3

F1

F2

F3A

A cismi dengede ise F1 ile F2’nin bileşkesi F3’e eşit ve zıt yöndedir.

NOT: Bileşke kuvvet büyük olana yakındır.

120

R = F

FF

R

Uç Uca Ekleme Metodu Uç uca ekleme metodunda kuvvetler, yön, doğrultu ve

şiddetinde değişiklik yapılmadan ve sıralarına dikkat edilmeksizin uç uca eklenerek birleştirilirler. Yani ilk kuvvetin başlangıç noktası ile son kuvvetin bitiş noktasıbirleştirilerek toplam kuvvet bulunur.

Örneğin aşağıda verile iki kuvveti uç uca ekleme yöntemi ile birleştirecek olursak:

Şekilde verilen kuvvetlerin bileşkesini bulmak için aşağıdaki gibi uç uca ekleme yapılarak bileşke kuvvet bulunur.

Paralel Kenar Metodu Kuvvetlerin başlangıç noktası bir noktadan referans

kabul edilerek başlanır. Ortaya çıkan şekil paralel kenara olacak şekilde birleştirilir. Bu kuvvetlerin izdüşümleri alınarak başlangıç noktasından geçen köşegen uzunluğu bileşke kuvveti verir.

Örneğin aşağıda verilen iki kuvvetin bileşkesini paralel kenar yöntemine göre bulacak olursa;

Bu iki kuvvetin başlangıç noktalarını birleştirerek bileşke kuvveti bulabiliriz.

Cisimler hareket ederken temas ettikleri yüzeylerin sürtünmesinden

kaynaklanan ve yer değiştirmeye zıt yönde ortaya çıkan kuvvete sürtünme

kuvveti denir.

Şekilde olduğu gibi iki traktör yolda gitmektedirler.Bu traktörlerden bir tanesi asfalt yolda giderken diğeri taşlı bir yolda gitmektedir.

Taşlı yolda giden traktörle düz yolda giden traktörün aynı hızda gitmeleri için taşlı yoldaki traktörün daha fazla kuvvet kullanmasıgerekmektedir.

Cismin hareket edeceği yüzeyin pürüzlü olması cismin hareketinde önemlidir.Pürüzlü yüzeylerde cisimlerin hareket etmesi için daha büyük kuvvete ihtiyaç vardır.

a) Yüzeyin pürüzlü olması

b) Cismin ağırlığı

Bir cismin ağırlığı arttığında cismin ve yüzeyin girinti-çıkıntılarıdaha fazla birbiri içine gireceğinden sürtünme de artar.Yani cismin hareketini engelleyen kuvvetin büyüklüğü de artar.Cismin hareket etmesini engelleyen bu kuvveti yenmek için, bu kuvvetten daha büyük bir kuvveti cisme uygulamak gerekir

F

x

F = k . x

Geri çağırıcı kuvvet

k = yay sabiti (yayın yapıldığı maddeye göre değişir.)

F1F2 F1 = F2 Fx=0

F1

F2

F1 = F2

V = sabit Dengede

M = Moment = Kuvvetin Döndürme Etkisi