İNDİR
KUVVETİN BÜYÜKLÜĞÜNÜN ÖLÇÜLMESİ
KUVVETİN ÖLÇÜLMESİ
Kuvvet Nedir?
Kuvvet: Duran bir cismi hareket ettiren, hareket halindeki cismi durduran, cismin yönünü ve şeklini değiştiren etkiye kuvvet denir.
Kuvvetin etkileri:
- Cisimleri hareket ettirebilir.
- Hareket halindeki cisimleri durdurabilir.
- Cismin yönünü değiştirtebilir.
- Cismin şeklini değiştirebilir.
- Cismi dönmesini sağlayabilir (kapı kolu)
- Cismin süratini artırabilir.
Temas Gerektiren Kuvvetler:
Cisimler arasında fiziksel temas sonucu ortaya çıkan kuvvete temas gerektiren kuvvetler denir.
- Futbolcunun topa vurması
- Bir telin bükülmesi
- Rüzgârın ağaç dallarını sallaması
- El arabasının sürülmesi
- Bilgisayar tuşlarına basılması
- Pencere ve kapının açılması
- Dişlerin fırçalanması
- Kavanoz kapağının açılması
Temas Gerektirmeyen Kuvvetler:
Cisimler arasında herhangi bir temas olmadan var olan kuvvete temas gerektirmeyen kuvvetler denir.
- Suyun musluktan damlaması( Yer çekimi)
- Yağmur damlalarının yere düşmesi(Y. Çekim)
- Saçımıza sürdüğümüz plastik tarağın saçlarımızı çekmesi
- Kazağımızı çıkarırken tüylerimizin dikenleşmesi
- Mıknatısın toplu iğneleri çekmesi(Manyetik kuvvet)
Etkinlik: Şekli Nasıl Değişir?
- Sünger ve paket lastiği uygulanan kuvvet ortadan kalktığında eski haline döndü.
- Farklı maddelerden yapılmış yaylara eşit şiddette kuvvet uygulandığında uzama miktarları farklı oldu.( Bakır > Nikel-krom)
- Yaya uygulanan kuvvetin şiddeti arttığında yaydaki uzama belli bir değere kadar arttı. Belirli bir değerden sonra yayın esnekliği kayboldu.
Esnek cisim: Kuvvet uygulandığında şekli değişen, uygulanan kuvvet ortadan kalktığında tekrar eski haline dönen cisimlere esnek cisimler denir. Paket lastiği, sünger, yay vb. esnek cisimdir. Sakız bir esnek cisim değildir.
Teller, sarmal hale getirilerek esneklik özelliği kazandırılabilir. Bu sayede yaylar elde edilir. Yay da bir esnek cisimdir. Günlük yaşamda aşağıdaki gibi birçok alanda kullanılır.
- Yataklar,
- Koltuklar,
- Otomobil amortisörleri,
- Çıtçıtlı kalemler,
- Otomatik şemsiyeler,
- Elektrik düğmeleri,
- Kendiliğinden kapanan kapılar,
- Çeşitli motorlar,
- Trombolinler,
- Mandallar ,
- Dinamometreler,
Kuvvet Nasıl Ölçülür?
Kuvvet, dinamometre ile ölçülür. Dinamometreler yayların esneklik özelliğinden faydalanılarak yapılmıştır. Dinamometre, iç içe geçmiş iki silindir ve bu silindirlerin içerisindeki yay ve kancadan oluşur.
Kuvvetin birimi Newton’dur be bu birim kısaca “N” ile gösterilir.
Etkinlik: Dinamometreyi Kullanalım
- Kuvvet uyguladığımız takoz üzerindeki kütle arttıkça dinamometrenin gösterdiği değer arttı.
- Daha büyük kuvvetleri ölçmek için dinamometrenin içerisindeki yayın kalınlığı artırılabilir ya da cinsi değiştirilebilir.
Dinamometreye etki eden kuvvet arttıkça, dinamometre içerisindeki yayın uzama miktarı aynı oranda artar.
Bir dinamometre üzerinde ölçebileceği en büyük kuvvet değeri yazılıdır. Dinamometreye ölçebileceği kuvvet değerinden daha büyük bir kuvvet uygulanırsa yayın esnekliği bozulur.
Bir dinamometrenin ölçebileceği kuvvet değeri, içerisindeki yayın:
- Kalınlığına,
- Yapıldığı telin cinsine,
bağlıdır.
Kalınlığı fazla olan yaylar daha az esnerler(uzarlar).
Daha büyük kuvvetleri ölçmek için içerisinde kalın yaylar bulunan dinamometreler kullanılır. İnce yaylar kullanılan dinamometreler ile küçük kuvvetler ölçülür. Ancak; ince yaylı dinamometreler daha hassas ölçüm yapar.
SÜRTÜNME KUVVETİ
Hangi Yüzeyde Daha Kolay Hareket Eder?
Birbiri ile temas halinde olan yüzeyler arasında harekete engel olacak yönde ortaya çıkan kuvvete sürtünme kuvveti denir.
Sürtünme kuvveti temas gerektiren kuvvettir ve cismin hareketine zıt yöndedir.
Etkinlik: Hangi yüzeyde Daha Çok Yol alır?
- Bilyenin cam yüzey üzerinde aldığı yol en fazladır. Çünkü cam yüzey en pürüzsüz yüzeydir.
- Bilyenin daha fazla yol alması için yüzey yağlanarak kayganlaştırılabilir.
- Bilyenin daha az yol alması için yüzeye kum dökülerek pürüzlü bir yüzey oluşturulabilir.
Etkinlik: Hangi Kuvvet Daha Büyük?
- Tahta takoz pürüzlü yüzeyde hareket ettirildiğinde dinamometrenin gösterdiği değer en büyük oldu. Çünkü pürüzlü yüzeylerde sürtünme fazladır ve cismin hareketine ters yönde olan kuvvet dinamometrenin gösterdiği değerin artmasına neden olmuştur.
Cisimle yüzey arasındaki sürtünme kuvveti;
- Yüzeyin cinsine
- Cismin ağırlığına bağlıdır.
- Az pürüzlü(kaygan) yüzeylerde girinti ve çıkıntı az olduğundan sürtünme kuvveti az olur. Pürüzlü yüzeylerde girinti ve çıkıntı fazla olduğundan sürtünme kuvveti çok olur.
- Cismin ağırlığı arttıkça sürtünme kuvveti artar.
Sürtünmenin Olumsuz Yönleri
- Hareketin zorlaşması,
- Sürtünme nedeniyle kapıların gıcırdaması,
- Elbiselerimizin aşınarak eskimesi,
- Kapı, pencere vb. gıcırdaması,
- Hareketli makine parçalarının aşınması,
Sürtünme kuvvetinin istenmediği durumlarda sürtünmeyi azaltacak önlemler alınır. Bunlar;
- Makinelerin hareketli parçalarının yağlanması
- Hareketli araçlara tekerlek takılması
- Fatih’in gemilerin altını yağlayarak karada hareket ettirmesi
- Gıcırdayan kapıların yağlanması sürtünmeyi azaltıcı önlemlerdir.
Sürtünmenin Olumlu Yönleri
Sürtünme, her zaman için istenmeyen bir durum değildir.
- Düşmeden kolayca yürüyebilmemiz,
- Yazı yazabilmemiz ve yazdıklarımızı silebilmemiz,
- Paraşütçülerin yavaşça yere inmesi,
- Dağcıların dağa tırmanabilmesi,
- Eşyaların koyduğumuz yerde kalmaları,
- Frene basıldığında aracımızın durması,
Sürtünme kuvvetinin istendiği durumlarda sürtünmeyi artıracak önlemler alınır. Bunlar;
- Kışın araba lastiğine zincir takılması ya da kar lastiği kullanılması,
- Merdivenlerde kaydırmaz bant kullanılması,
- Haltercilerin halteri kaldırmadan önce ellerine toz sürmesi,
- Futbolcuların ayakkabı tabanlarının dişli yapılması,
- İş makinelerinin teker dişlerinin daha büyük olması, sürtünmeyi artırıcı önlemlerdir.
Hava Ortamında Sürtünme Kuvveti
Bir cisim hava ortamında hareket ederken de cisme sürtünme kuvveti etki eder. Hava ortamında hareket eden cisimlerle hava arasındaki sürtünmeye hava direnci veya hava sürtünmesi denir. Paraşütün yere yavaşça inmesinin, salıncakta sallanan çocuğun bir süre sonra durmasının sebebi hava sürtünmesidir. Hava direnci, cismin hareketine zıt yöndedir ve cismin hareketini zorlaştırır.
Hava ve kara ortamında hareket eden cisimler, karşılaşacakları hava direncine göre tasarlanır.
- Uçaklar hava direncini azaltacak şekilde tasarlanırken, paraşütler hava direncini artıracak şekilde tasarlanır.
- Yelkenliler hava direnci sayesinde hareket ederler.
- Göçmen kuşlar “V” şeklinde uçarak hava direncinden daha az etkilenirler.
- Jet uçakları ve yarış otomobilleri hava direncinden en az etkilenecek şekilde tasarlanırlar.
- Bisiklet yarışçıları hava direncinden az etkilenmek için bisikleti başlarını öne eğerek sürerler.
Hava ortamında hareket eden cisimlerin, hava ile etkileşen yüzey alanları büyüdükçe hava direnci artar. Örneğin, aynı defter yaprağını buruşturarak ve buruşturmadan aynı yükseklikten bıraktığımızda, açık olan defter yaprağı daha geç düşer. Çünkü hava ile etkileşen yüzey büyük olduğundan hava direnci fazla olmuştur.
Sıvı Ortamda Sürtünme Kuvveti
Su ile su içerisinde hareket eden cisimlerin yüzeyleri arasındaki kuvvete su direnci veya su sürtünmesi denir. Su direnci cismin hareketini zorlaştırır.
Su içerisinde hareket eden cisimler karşılaşacakları su direncine göre tasarlanırlar.
- Gemilerin “V” şeklinde yapılması su direncini azaltır.
- Sürat tekneleri daha hızlı gidebilmesi için daha sivri uçlu yapılırlar.
- Dalgıçların özel kıyafetleri su direncini azaltır.
- Yüzücülerin yarışa başlarken suya ellerini birleştirerek atlamaları su direncini azaltır.
