Kuvvetin Etkisinde Hareket

Bu ünitede, cisimlere etki eden kuvvetlerin hareket üzerindeki etkilerini ve hız ile sürat arasındaki farkları inceleyeceğiz.

1. Bölüm: Bileşke Kuvvet

• Bileşke Kuvvet (Net Kuvvet): Bir cisme etki eden birden fazla kuvvetin, tek başına yapacağı etkiyi yapan kuvvete bileşke kuvvet denir.

  R sembolü ile gösterilir.

  • Aynı Yönlü Kuvvetler: Aynı yöndeki kuvvetler toplanarak bileşke kuvvet bulunur. Örneğin, bir masayı aynı yönde iten iki kişinin kuvveti toplanır.
  • Zıt Yönlü Kuvvetler: Zıt yöndeki kuvvetlerin bileşkesi, büyük kuvvetten küçük kuvvetin çıkarılmasıyla bulunur. Bileşke kuvvetin yönü, büyük olan kuvvetin yönündedir.
• Dengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler:
  • Dengelenmiş Kuvvetler: Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir.
    • Duran cisim durmaya devam eder.
    • Hareket halindeki cisim, sabit süratle hareketine devam eder.
  • Dengelenmemiş Kuvvetler: Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfırdan farklı ise cisim dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir.
    • Cisim hızlanabilir, yavaşlayabilir, durabilir veya yön değiştirebilir.
    • Duran cisim, bileşke kuvvet yönünde harekete başlar.
  • Dengeleyici Kuvvet: Bileşke kuvvetin büyüklüğünü sıfır yapan kuvvete dengeleyici kuvvet denir. Dengeleyici kuvvet, bileşke kuvvet ile aynı büyüklükte ve aynı doğrultuda ancak zıt yöndedir.

2. Bölüm: Sabit Süratli ve Sabit Hızlı Hareket

• Sürat ve Hız:
  • Sürat: Birim zamanda alınan yoldur. Yönü yoktur ve sadece büyüklüğü vardır. Örneğin, 100 km/sa.
  • Hız: Birim zamanda yer değiştirme miktarıdır. Hem büyüklüğü hem de yönü vardır. Örneğin, doğu yönünde 100 km/sa.
  • Sabit süratli hareket, bir cismin eşit zaman aralıklarında eşit yollar almasıdır.

Ders Notları ve Sınavda Çıkabilecek Püf Noktalar

• Vektörel Büyüklükler: Kuvvet, hız ve yer değiştirme gibi büyüklüklerin hem yönü hem de büyüklüğü vardır. Bu nedenle bu büyüklükler vektörel olarak adlandırılır. Sürat ve alınan yol ise skaler büyüklüklerdir, sadece büyüklüğü vardır.
• Bileşke Kuvvet Hesabı: Kuvvetin yönü çok önemlidir. Aynı yöndeki kuvvetleri toplarken, zıt yöndeki kuvvetleri çıkarman gerektiğini unutma.
• Dengelenmiş Kuvvetler: Bir cismin durması veya sabit süratle (hızla değil!) gitmesi, o cisme etki eden net kuvvetin sıfır olduğu anlamına gelir. Bu en sık karıştırılan konulardan biridir.
• Hız ve Sürat Farkı: Sınavlarda sıkça sorulan bir konudur. Hızın yönü varken, süratin yoktur.

Çözümlü Test Soruları

Aşağıdaki soruların çözümlerini inceleyerek konuyu daha iyi pekiştirebilirsin.

Soru 1: Aşağıda verilen durumlardan hangisi dengelenmiş kuvvetlerin etkisine bir örnektir?

A) Yokuş aşağı hızlanan bir bisiklet. B) Hızlanan bir otomobil. C) Sabit süratle hareket eden bir uçağın hareketi. D) Yere düşen bir elma.

Çözüm:

• A, B ve D seçenekleri: Bu durumlarda cisimlerin hızında veya hareketinde bir değişiklik vardır. Bu da dengelenmemiş kuvvetlerin etkisinde olduklarını gösterir.
• C seçeneği: Sabit süratle hareket eden bir cisim, hızını veya yönünü değiştirmez. Bu durum, cisme etki eden net kuvvetin sıfır olduğu yani dengelenmiş kuvvetler etkisinde olduğu anlamına gelir.

Doğru cevap: C

Soru 2: Bir araba batı yönünde 50 N’luk bir kuvvetle, doğu yönünde ise 30 N’luk bir kuvvetle çekilmektedir. Bu arabaya etki eden bileşke kuvvetin yönü ve büyüklüğü nedir?

A) Doğu, 20 N B) Batı, 20 N C) Batı, 80 N D) Doğu, 80 N

Çözüm:

Bileşke kuvvet, zıt yöndeki kuvvetlerin çıkarılmasıyla bulunur. 50 N (Batı) – 30 N (Doğu) = 20 N. Bileşke kuvvetin yönü, büyük olan kuvvetin yönü yani batı yönüdür.

Doğru cevap: B

Soru 3: Aşağıdakilerden hangisi sürat ve hız arasındaki temel farkı en iyi açıklar?

A) Sürat birimi m/s, hız birimi km/s’dir. B) Sürat sadece sayısal bir değerken, hızın hem sayısal değeri hem de yönü vardır. C) Sürat sabit olabilirken, hız asla sabit olamaz. D) Sürat bir vektörel büyüklükken, hız skaler bir büyüklüktür.

Çözüm:

• A) yanlıştır: Her iki büyüklüğün birimi de m/s veya km/s olabilir.
• B) doğrudur: Hız, yönlü (vektörel) bir büyüklüktür. Örneğin, kuzeye 50 km/s gibi. Sürat ise yönsüz (skaler) bir büyüklüktür ve sadece sayısal değeri vardır.
• C) yanlıştır: Hız ve sürat sabit olabilir.
• D) yanlıştır: Bu ifadeler tam tersidir. Hız vektörel, sürat ise skalerdir.

Doğru cevap: B

Soru 4: Bir cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisindeyse bu cisimle ilgili aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?

A) Cisim durmaktadır. B) Cisim hareket etmemektedir. C) Cisim ivmelenmemektedir. D) Cisim sabit bir hızla hareket etmektedir.

Çözüm:

Dengelenmiş kuvvetler, bir cismin ya durduğu ya da sabit süratle hareket ettiği durumlarda görülür. Bu durum, cismin hızında bir değişiklik olmadığı, yani ivmelenmediği anlamına gelir. Dolayısıyla, cisim kesinlikle ivmelenmez. Ancak durması veya hareket etmemesi kesin değildir. Çünkü sabit süratle de hareket edebilir.

Doğru cevap: C