Dengelenmemiş kuvvet ve hareket ilişkisi

Question

Bu konuyu anlamakta biraz zorlanıyorum. Dengelenmemiş kuvvet olduğunda cismin hareketinin nasıl değişeceğini tam olarak kestiremiyorum. Mesela net kuvvet sıfır değilse cisim kesin hareket eder mi, yoksa hızlanır mı yavaşlar mı, onu karıştırıyorum.

Answer 1

Dengelenmemiş Kuvvet Nedir?

Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır değilse, bu duruma dengelenmemiş kuvvet denir. Dengelenmemiş kuvvet, bir cismin hareket durumunu değiştirir. Yani cisim;

• Duruyorsa hareket etmeye başlar,
• Hareket halindeyse hızlanır, yavaşlar ya da yön değiştirir.

Dengelenmemiş Kuvvet ve Hareket İlişkisi

Newton'un birinci hareket yasasına göre, bir cisme etki eden net kuvvet sıfır ise cisim durumunu korur. Dengelenmemiş kuvvet ise bu dengeyi bozar. Bu ilişkiyi şu şekilde özetleyebiliriz:

1. Duran Bir Cisme Etki Eden Dengelenmemiş Kuvvet

Duran bir cisim, üzerine etki eden net kuvvet sıfır olmadığı sürece harekete geçmez. Örneğin, yerde duran bir topa vurduğunuzda (kuvvet uyguladığınızda), top harekete geçer. Burada topa etki eden kuvvetler (sürtünme kuvveti ve yer çekimi) uyguladığınız kuvvetle dengelenmediği için top hareket eder.

2. Hareketli Bir Cisme Etki Eden Dengelenmemiş Kuvvet

Hareket halindeki bir cisim, dengelenmemiş bir kuvvete maruz kaldığında hareketinde değişiklik olur. Bu değişiklik üç şekilde gerçekleşebilir:

• Hızlanma: Cismin hareket yönünde bir kuvvet uygulanırsa cisim hızlanır. Örneğin, bisikletle giderken pedalları daha hızlı çevirdiğinizde bisiklet hızlanır.
• Yavaşlama: Cismin hareket yönünün tersine bir kuvvet uygulanırsa cisim yavaşlar. Örneğin, bisikletin frenine bastığınızda bisiklet yavaşlar ve durur.
• Yön Değiştirme: Cismin hareket yönüne dik bir kuvvet uygulanırsa cisim yön değiştirir. Örneğin, viraja giren bir araba merkezcil kuvvet etkisiyle yön değiştirir.

Matematiksel İfade

Newton'un ikinci yasası, dengelenmemiş kuvvetin matematiksel ifadesini verir. Bu yasaya göre, bir cisme etki eden net kuvvet (\( F_{net} \)), cismin kütlesi (\( m \)) ile ivmesinin (\( a \)) çarpımına eşittir:

\( F_{net} = m \cdot a \)

Bu formülde \( F_{net} \) sıfırdan farklı ise cisim ivmelenir, yani hareket durumu değişir.

Günlük Hayattan Örnekler

• Yokuş aşağı yuvarlanan top: Yer çekimi kuvveti sürtünme kuvvetinden büyük olduğu için net kuvvet aşağı yöndedir ve top hızlanır.
• Kırmızı ışıkta yavaşlayan araba: Fren kuvveti, motorun itme kuvvetinden büyük olduğu için net kuvvet hareket yönünün tersinedir ve araba yavaşlar.
• Havaya atılan top: Yer çekimi kuvveti nedeniyle top yükselirken yavaşlar, alçalırken hızlanır.

Sonuç olarak, dengelenmemiş kuvvet, bir cismin süratinde, yönünde veya her ikisinde birden değişikliğe neden olan etkidir ve hareketin temel prensiplerinden biridir.