📚 Tork Nedir?
Tork, bir cismi bir eksen etrafında döndürme eğilimidir. Günlük hayatta kapı açarken, musluğu çevirirken veya bir vidayı sıkarken tork uygularız. Torku anlamak için şu kavramlara dikkat etmeliyiz:
- 💪 Kuvvet (F): Cisme uygulanan itme veya çekme etkisi. Birimi Newton (N)'dur.
- 📏 Dönme Ekseni: Cismin etrafında döndüğü nokta veya çizgi.
- armut Kuvvet Kolu (r): Dönme ekseni ile kuvvetin uygulama noktası arasındaki dik uzaklık. Birimi metre (m)'dir.
Tork ($\tau$), kuvvet ve kuvvet kolunun çarpımı ile bulunur:
$\tau = r \cdot F \cdot sin(\theta)$
Burada $\theta$, kuvvet vektörü ile kuvvet kolu arasındaki açıdır. Eğer kuvvet kolu ve kuvvet birbirine dik ise ($\theta = 90^\circ$), $sin(90^\circ) = 1$ olur ve tork formülü basitleşir:
$\tau = r \cdot F$
Torkun birimi Newton metre (N·m)'dir.
⚖️ Denge Nedir?
Bir cismin dengede olması için iki şartın sağlanması gerekir:
- ➡️ Toplam Kuvvet Sıfır Olmalı: Cisme etkiyen tüm kuvvetlerin vektörel toplamı sıfır olmalıdır. Bu, cismin öteleme hareketi yapmamasını sağlar. $\sum F = 0$
- 🔄 Toplam Tork Sıfır Olmalı: Cisme etkiyen tüm torkların toplamı sıfır olmalıdır. Bu, cismin dönme hareketi yapmamasını sağlar. $\sum \tau = 0$
Eğer bu iki şart aynı anda sağlanıyorsa, cisim dengededir.
🍎 Denge Çeşitleri
* 📌
Kararlı Denge: Cisim dengeden uzaklaştırıldığında tekrar denge konumuna döner. Örneğin, yere konmuş bir koni düşünelim.
* 📍
Kararsız Denge: Cisim dengeden uzaklaştırıldığında denge konumundan daha da uzaklaşır. Örneğin, sivri ucu üzerinde duran bir koni düşünelim.
* 📏
Nötr Denge: Cisim dengeden uzaklaştırıldığında yeni bir denge konumuna geçer. Örneğin, yatay bir zeminde duran bir küre düşünelim.
❓ AYT Fizik Tork ve Denge Çıkmış Sorular ve Çözümleri
Aşağıda, tork ve denge konularıyla ilgili çıkmış bazı AYT fizik sorularını ve çözümlerini bulabilirsiniz. Bu sorular, konuyu daha iyi anlamanıza ve sınavda karşılaşabileceğiniz soru tiplerini görmenize yardımcı olacaktır.
Örnek Soru 1:
Eşit bölmelendirilmiş bir çubuk, şekildeki gibi bir destek üzerinde dengededir.
[Şekil burada olmalı: Bir çubuk, ortasından desteklenmiş ve farklı noktalara ağırlıklar asılmış.]
Çubuğun dengede kalması için hangi işlemler yapılabilir?
I. X noktasından bir ağırlık asmak
II. Y noktasından bir ağırlık asmak
III. Z noktasından bir ağırlık asmak
A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) Yalnız III
D) I ve II
E) II ve III
Çözüm:
Çubuğun dengede kalması için destek noktasına göre torkların eşit olması gerekir.
* Eğer X noktasından bir ağırlık asarsak, destek noktasına göre saat yönünde bir tork oluşturur.
* Eğer Y noktasından bir ağırlık asarsak, destek noktasına göre saat yönünün tersine bir tork oluşturur.
* Eğer Z noktasından bir ağırlık asarsak, destek noktasına göre saat yönünün tersine bir tork oluşturur.
Dolayısıyla, Y veya Z noktalarından bir ağırlık asmak, çubuğu dengeye getirebilir. Cevap E) II ve III.
Örnek Soru 2:
Ağırlığı $P$ olan bir küre, şekildeki gibi iki duvar arasında dengededir.
[Şekil burada olmalı: Bir küre, iki dikey duvar arasında sıkışmış durumda.]
Duvarların küreye uyguladığı tepki kuvvetleri $N_1$ ve $N_2$ olduğuna göre, aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) $N_1 > P$
B) $N_2 > P$
C) $N_1 = N_2$
D) $N_1 + N_2 = P$
E) $N_1^2 + N_2^2 = P^2$
Çözüm:
Küre dengede olduğuna göre, küreye etkiyen tüm kuvvetlerin vektörel toplamı sıfır olmalıdır. Küreye etkiyen kuvvetler:
* Ağırlık (P) - Aşağı doğru
* $N_1$ - Sola doğru
* $N_2$ - Sağa doğru
Denge şartına göre:
$N_1 = N_2$ (Yatay kuvvetler dengede olmalı)
Dikey kuvvetler olmadığı için $N_1$ ve $N_2$'nin P ile doğrudan bir ilişkisi yoktur. Ancak $N_1$ ve $N_2$'nin eşit olduğu kesindir. Cevap C) $N_1 = N_2$.
Örnek Soru 3:
Uzunluğu $L$ olan bir çubuk, bir ucundan menteşelenmiş ve diğer ucundan bir iple tavana bağlanmıştır. Çubuğun ağırlığı $P$ olduğuna göre, ipteki gerilme kuvveti nedir? (İp, çubukla $\theta$ açısı yapmaktadır.)
Çözüm:
[Şekil burada olmalı: Bir çubuk, bir duvara menteşelenmiş ve diğer ucu bir iple tavana bağlanmış.]
Menteşe noktasına göre tork alırsak:
$\tau_{ip} = \tau_{ağırlık}$
$T \cdot L \cdot sin(\theta) = P \cdot \frac{L}{2}$
$T = \frac{P}{2sin(\theta)}$
Bu tür soruları çözerken, öncelikle kuvvetleri ve torkları doğru bir şekilde belirlemek önemlidir. Daha sonra denge şartlarını kullanarak bilinmeyenleri bulabilirsiniz. Başarılar!
