Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetler etkinlikleri

Question

Bu konuyu anlamakta biraz zorlanıyorum. Dengelenmiş kuvvetlerde cisim hareket etmiyor ya da sabit hızla gidiyor, dengelenmemiş kuvvetlerde ise cisim hareket yönü değişiyor diye biliyorum. Fakat günlük hayattan örnekleri ve bu iki kuvvet türünü karşılaştıran basit etkinlikleri arıyorum.

Answer 1

Dengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler

Fizikte, bir cisme etki eden kuvvetleri incelerken onların dengeli olup olmadığına bakarız. Bu durum, cismin hareketinde nasıl bir değişiklik olacağını belirler.

Dengelenmiş Kuvvetler

Dengelenmiş kuvvetler, bir cisme etki eden net kuvvetin sıfır olduğu durumdur. Yani, cisme etki eden tüm kuvvetler birbirini eşit büyüklükte ve zıt yönde dengeler.

Bir cisim üzerinde dengelenmiş kuvvetler etki ettiğinde:

• Cisim hareketsiz ise durmaya devam eder (sükunet halinde kalır).
• Cisim hareketli ise sabit hızla hareketine devam eder.

Matematiksel olarak ifade etmek gerekirse: Net Kuvvet (\( F_{net} \)) = 0

Örnek: Masanın üzerinde duran bir kitap. Kitaba etki eden yer çekimi kuvveti (ağırlık) ile masanın uyguladığı normal kuvvet (tepki kuvveti) eşit büyüklükte ve zıt yöndedir. Bu yüzden kitap hareket etmez.

Dengelenmemiş Kuvvetler

Dengelenmemiş kuvvetler, bir cisme etki eden net kuvvetin sıfırdan farklı olduğu durumdur. Kuvvetler birbirini dengelemez.

Bir cisim üzerinde dengelenmemiş kuvvetler etki ettiğinde:

• Cisim ivmelenir. Yani hızında bir değişiklik olur.
• Cisim hareketsiz ise harekete başlar.
• Cisim hareketli ise hızlanır, yavaşlar veya yön değiştirir.

Matematiksel olarak ifade etmek gerekirse: Net Kuvvet (\( F_{net} \)) ≠ 0

Örnek: Halat çekme oyununda, bir takım diğerinden daha fazla kuvvet uygularsa, halat ve oyuncular kuvvetin büyük olduğu yönde hareket eder.

Etkinlik Örnekleri

Aşağıdaki basit etkinliklerle bu kavramları daha iyi anlayabilirsin:

• Etkinlik 1: Durağan Cisim
  Masanın üzerine bir kitap koyun. Kitaba etki eden kuvvetleri çizin ve neden hareket etmediğini dengelenmiş kuvvetler kavramını kullanarak açıklayın.
• Etkinlik 2: Hareketli Cisim
  Yere bir top atın. Top yere düşerken üzerinde etkili olan kuvvetleri (yer çekimi ve hava direnci) düşünün. Bu kuvvetler dengeli mi, değil mi? Neden?
• Etkinlik 3: İvmelenen Araba
  Oyuncak bir arabayı yavaşça itin ve sonra bırakın. Daha sonra aynı arabayı daha hızlı itin. Her iki durumda da arabanın hareketini ve üzerine etki eden net kuvveti karşılaştırın.
• Etkinlik 4: Sürtünme Kuvveti
  Bir cismi halının üzerinde ve düz fayans zemin üzerinde itmeye çalışın. Hangi durumda cismi hareket ettirmek için daha fazla kuvvet uygulamanız gerekiyor? Bunun dengelenmiş/dengelenmemiş kuvvetlerle ilişkisini tartışın.

Bu etkinlikleri yaparken her durumda cisme etki eden tüm kuvvetleri düşünmeye ve net kuvvetin sıfır olup olmadığını sorgulamaya özen gösterin.

Answer 2

Dengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler Çalışma Kağıdı ve Etkinlikler

A. Boşluk Doldurma

1. Bir cisme etki eden net kuvvet sıfır ise, bu tür kuvvetlere ________ kuvvetler denir.

2. Hareket halindeki bir cismin hızı artıyorsa, cisme etki eden net kuvvet ________ olur.

3. Dengelenmiş kuvvetler etkisindeki bir cisim ya ________ halinde kalır ya da ________ hareketine devam eder.

4. Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfırdan farklı ise, bu tür kuvvetlere ________ kuvvetler denir.

B. Doğru/Yanlış

1. Dengelenmiş kuvvetler etkisindeki bir cisim daima durur. (D/Y)

2. Sabit hızla düşen bir paraşütçüye etki eden kuvvetler dengelenmiştir. (D/Y)

3. Hızlanan bir araba dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir. (D/Y)

4. Duran bir cisim her zaman dengelenmiş kuvvetler etkisindedir. (D/Y)

C. Eşleştirme

Aşağıdaki durumları ilgili kuvvet türüyle eşleştiriniz:

• 1. Sabit hızla giden araba
• 2. Havalanan uçak
• 3. Yerde duran masa
• 4. Yavaşlayan bisiklet
• 5. Düşey doğrultuda sabit hızla inen asansör

Kuvvet Türleri: A) Dengelenmiş kuvvetler B) Dengelenmemiş kuvvetler

D. Açık Uçlu Sorular

1. Bir cisim üzerine etki eden kuvvetlerin dengelenmiş olup olmadığını nasıl anlarsınız?

2. Günlük hayattan dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetlere birer örnek veriniz.

3. Bir cisim üzerine zıt yönlü ve eşit büyüklükte iki kuvvet etki ediyorsa, bu cismin hareketi hakkında ne söylenebilir?

E. Kısa Test

1. Aşağıdaki durumların hangisinde cisme etki eden net kuvvet sıfırdır?

A) Hızlanan araba

B) Duran masa

C) Havalanan roket

D) Yavaşlayan tren

2. Bir cisim üzerine etki eden kuvvetlerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Dengelenmiş kuvvetler cismin hareket durumunu değiştirmez

B) Dengelenmemiş kuvvetler cismin hızında değişikliğe neden olur

C) Dengelenmiş kuvvetler cismin şeklini değiştirebilir

D) Dengelenmemiş kuvvetler cismin yönünde değişikliğe neden olabilir

3. Aşağıdaki durumların hangisinde cisme etki eden kuvvetler dengelenmemiştir?

A) Sabit hızla düz yolda giden bisiklet

B) Yatay düzlemde duran top

C) Yukarı doğru atılan ve en üst noktada anlık duran top

D) Yere düşen elma

Cevaplar:

A.1: dengelenmiş, 2: sıfırdan farklı, 3: durma, sabit hızlı, 4: dengelenmemiş

B.1: Y, 2: D, 3: D, 4: D

C.1: A, 2: B, 3: A, 4: B, 5: A

D.1: Net kuvvet sıfır ise dengelenmiştir, 2: Duran araba (dengelenmiş), fren yapan araba (dengelenmemiş), 3: Cisim dengelenmiş kuvvetler etkisindedir ve hareket durumunu korur

E.1: B, 2: C, 3: D