Kuvvetin şekil değiştirici etkisi

Bir öğrenci, aynı maddeden yapılmış farklı kalınlıktaki iki lastiği (Lastik A ve Lastik B) gererek şekil değişikliğini inceliyor. Lastik A, 15 N kuvvetle 3 cm uzarken, Lastik B 20 N kuvvetle 2 cm uzamaktadır. Hangi lastik daha sert bir maddedir? Nedenini açıklayınız.

💡 Bir malzemenin sertliği, onun şekil değiştirmeye karşı gösterdiği dirençtir. Aynı kuvvetle daha az uzayan veya aynı uzamayı sağlamak için daha fazla kuvvet gerektiren malzeme daha serttir. Bunu yay sabiti (\( k \)) ile karşılaştırarak bulabiliriz. \( k \) değeri büyük olan daha serttir.

• ➡️ Lastik A için yay sabitini hesaplayalım:
  \( F = 15 \, \text{N} \), \( \Delta x = 3 \, \text{cm} \)
  \( k_A = \frac{F}{\Delta x} = \frac{15}{3} = 5 \, \text{N/cm} \)
• ➡️ Lastik B için yay sabitini hesaplayalım:
  \( F = 20 \, \text{N} \), \( \Delta x = 2 \, \text{cm} \)
  \( k_B = \frac{F}{\Delta x} = \frac{20}{2} = 10 \, \text{N/cm} \)
• ➡️ Karşılaştırma yapalım: \( k_B (10 \, \text{N/cm}) > k_A (5 \, \text{N/cm}) \)

✅ Sonuç olarak, yay sabiti daha büyük olan Lastik B daha sert bir maddedir çünkü şeklini değiştirmek Lastik A'ya göre daha zordur.