Kuvvet
Kuvvet fiziğin temel kavramlarından birisi olup , genel olarak bir cismin hareketine sebep olan, yani duran bir cismi hareket ettiren, hareket eden bir cismi durduran, doğrultu ve yönünü değiştiren, ona şekil değişikliği veren etkidir. Mekanikte kuvvet doğrusal hareketin sebebi olarak görülürken dönüş hareketinin sebebine tork denir.
Kuvvet vektörel bir büyüklüktür.Dolayısıyla vektörlerle ilgili bütün özellikler kuvvetler içinde geçerlidir.Kuvvet F ile gösterilir ve dinamometre denilen yaylı kantarla ölçülür.
Kuvvet kavramı ilk olarak klasik mekaniğin ikinci hareket yasasında görülmektedir. Bir cisim üzerine etkiyen bir net kuvvet onun ivmelenmesine yani hızının değişmesine neden olur. Kuvvet ( ), kütle m, ivme de olmak üzere,
şeklinde ifade edilir. Kuvvet, niteliği gereği yöneysel bir büyüklüktür, belirleyici dört unsuru vardır; başlangıç noktası, doğrultusu, şiddeti ve yönü. Birimi de Newton ya da 'dir.
Kuvvetin Cisimlerin hareketi üzerinde etkileri
- Kuvvet etki ettiği cisimlere hareket kazandırır
- Kuvvet cisimlerin hızını değiştirir
- Hareket eden cisimlerin yönlerini değiştirir
- Cisimlerin şekil değiştirmesine neden olabilir.
- Cisimler üzerinde döndürme etkileri bulunur veya bulunmaz
DİNAMİK (NEWTON'UN HAREKET KANUNLARI)
Dinamik: Hareket halinde ve dengedeki cisimler Üzerine etkiyen kuvvetleri inceleyen mekaniğin bölümüdür.
DİNAMİĞİN PRENSİPLERİ
1.Eylemsizlik Prensibi: Bir cisme (veya sisteme) etkiyen kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise, cisim durmakta ise durma halini devam ettirir. Cisim hareket halinde ise, o anki hızı ile düzgün doğrusal hareket yaparak hareketine devam eder.
Yandaki şekilde M kütleli cismin üzerine X kütleli bir cisim konulmuştur. M kütlesi halkadan geçinceye kadar bir hız kazanır. X cismi halkaya takılınca her iki M kütleli cisim etki eden net kuvvetler sıfır olacağından eylemsizlik prensibine göre sabit hızlı hareket yaparak eşit zaman aralıklarında eşit yollar alırlar. (Hava sürtünmesi ihmal.)
2. Temel Prensip: Bir cisme etkiyen net bir kuvvet varsa, cisim bu kuvvetin yönü ve doğrultusunda kuvvetle orantılı olmak üzere ivmeli bir hareket yapar.Cismi etki eden kuvvetin, cisme kazandırdığı ivmeye oranı sabittir ve bu oran o cismin kütlesini verir.
Fnet=m.a
Fnet; Sisteme hareket doğrultusunda etkiyen bütün kuvvetlerin bileşkesi(net kuvvet).
mT; Sistemdeki kütlelerin toplamı, a; Sistemin kazandığı ivme.
Net kuvvet hareket yönünde ise sistem düzgün hızlanan, hareketin tersi yönde ise sistem düzgün yavaşlayan hareket yapar.
Hareketin ivmesi sistemdeki net kuvvetle orantılıdır. Dinamiğin temel prensibine göre, kütle sabit iken kuvvetin değişimi ve işareti nasılsa ivmenin değişimi ve işareti de aynıdır.
ÖRNEK
Şekildeki sürtünmesiz ortamda hareketsiz bulunan 5 kg'lık bir cisme 6s süresince 25N'luk bir kuvvet etki ediyor.
Buna göre,10s sonunda cismin hızı kaç m/sn olur?
A) 10 B)20 C)30 D) 40 E) 50
CEVAP
Önce cismin ivmesi dinamiğin temel prensibinden;
Fnet= mt.a 25= 5.a a= 5m/s2 Cismin 6s sonunda hızı ise;
V=0+5.6 V=30m/s
|