Kuvvet Nedir?
Duran bir cismi hareket ettiren, hareket eden bir cismi durduran, cismin yönünü veya hızını değiştiren, cisimlerin şeklini değiştiren etkiye kuvvet denir. Kuvveti göremeyiz ama etkilerini hissedebilir ve gözlemleyebiliriz.
Kuvvetin Cisimler Üzerindeki Etkileri
- Hareket ettirir: Durağan bir topa vurduğumuzda top hareket eder.
- Hareketi durdurur: Yuvarlanan bir topu elimizle durdurabiliriz.
- Hızını değiştirir: Kaykayla giderken ayağımızla yeri itersek hızlanırız, fren yaparsak yavaşlarız.
- Yönünü değiştirir: Hareket eden bir voleybol topuna vurduğumuzda topun gideceği yön değişir.
- Şeklini değiştirir: Bir süngeri sıkıştırdığımızda şekli değişir. Kuvvet ortadan kalktığında bazı cisimler (sünger, lastik) eski haline döner, bazıları (hamur, cam macunu) ise dönmez.
Kuvvetin Ölçülmesi ve Dinamometre
Kuvveti ölçmek için kullanılan alete dinamometre (ya da yaylı el kantarı) denir. Dinamometrelerin içinde bir yay bulunur. Uygulanan kuvvet arttıkça yay daha fazla gerilir ve böylece kuvvetin büyüklüğü ölçülür.
Kuvvetin birimi Newton (N)'dur. Bu birim, ünlü bilim insanı Isaac Newton'un adından gelmektedir.
Temas Gerektiren ve Temas Gerektirmeyen Kuvvetler
Temas Gerektiren Kuvvetler
Bu kuvvetlerin cisimlere etki edebilmesi için fiziksel temas gereklidir.
- İtme Kuvveti: Kapıyı iterek kapatmak, bir kutuyu iterek hareket ettirmek.
- Çekme Kuvveti: Kapıyı çekerek açmak, bir çekmeceyi açmak.
- Sürtünme Kuvveti: Hareket eden bir cismi durdurmaya çalışan, temas eden yüzeyler arasında oluşan kuvvettir.
Temas Gerektirmeyen Kuvvetler
Bu kuvvetler, cisimlere fiziksel temas olmadan da etki edebilir.
- Yer Çekimi (Kütle Çekim) Kuvveti: Dünya'nın cisimleri merkezine doğru çekme kuvvetidir. Bir elmayı ağaçtan düşüren, bizi Dünya'nın üzerinde tutan kuvvettir.
- Manyetik Kuvvet: Mıknatısların demir, nikel, kobalt gibi maddeleri uzaktan çekme veya itme kuvvetidir.
- Elektrostatik Kuvvet: Saçımıza sürttüğümüz plastik tarakla kağıt parçalarını çekebiliriz. Bu, elektrik yüklerinin birbirine uyguladığı temas gerektirmeyen bir kuvvettir.
Sürtünme Kuvveti
Sürtünme kuvveti, bir cismin yüzey üzerinde hareket etmeye başlamasını veya hareket etmesini zorlaştıran, daima hareket yönüne zıt yönde etki eden bir kuvvettir.
Sürtünme Kuvvetinin Olumlu ve Olumsuz Yönleri
- Olumlu Yönleri:
- Yürümemizi, koşmamızı sağlar. (Ayakkabımızla yer arasında sürtünme olmasaydı kayar, yürüyemezdik.)
- Arabaların fren yaparak durmasını sağlar.
- Kalemi elimizde tutmamızı, yazı yazmamızı sağlar.
- Olumsuz Yönleri:
- Hareketi zorlaştırır, enerji kaybına neden olur.
- Makine parçalarının aşınmasına sebep olur.
- Cisimlerin hareket hızını yavaşlatır.
Sürtünme Kuvvetini Artırma ve Azaltma Yolları
- Artırmak için: Yüzeyi pürüzlü hale getirmek (Buzlu yollara kum dökmek), cismin ağırlığını artırmak.
- Azaltmak için: Yüzeyi düzleştirmek/pürüzsüz hale getirmek, yağlama yapmak, tekerlek veya makara kullanmak.
Bileşke Kuvvet (Net Kuvvet)
Bir cisme aynı anda birden fazla kuvvet etki edebilir. Bu kuvvetlerin yerini tutan, hepsinin toplam etkisini tek başına yapan kuvvete bileşke kuvvet denir.
Aynı Yönlü Kuvvetler
Eğer kuvvetler aynı yöndeyse, bileşke kuvveti bulmak için kuvvetler toplanır. Bileşke kuvvet, kuvvetlerle aynı yöndedir.
Örneğin, bir masaya iki kişi aynı yönde 5 N ve 3 N'luk kuvvet uygularsa, bileşke kuvvet: \( 5 N + 3 N = 8 N \) olur.
Zıt Yönlü Kuvvetler
Eğer kuvvetler zıt yönlerdeyse, bileşke kuvveti bulmak için büyük kuvvetten küçük kuvvet çıkarılır. Bileşke kuvvet, büyük kuvvetin yönündedir.
Örneğin, bir halat çekme yarışında bir takım 40 N doğu yönünde, diğer takım 25 N batı yönünde kuvvet uygularsa, bileşke kuvvet: \( 40 N - 25 N = 15 N \) ve yönü doğu olur.
