Masada duran kitaba etki eden kuvvetler

Question

Masada duran kitabın dengede olduğunu biliyorum ama hangi kuvvetlerin etki ettiğini tam olarak netleştiremedim. Yer çekimi kitabı aşağı çekiyor, peki masa neden bu kuvveti sıfırlıyor? Bu dengenin nasıl sağlandığını anlamak istiyorum.

Answer 1

Masada Duran Kitaba Etki Eden Kuvvetler

Fizikte, üzerine kuvvet uygulanan her cisim bir tepki hisseder. Masada duran bir kitap, bu duruma güzel bir örnektir. Görünürde hareketsiz duran kitap, aslında birbirini dengeleyen kuvvetlerin etkisi altındadır.

1. Yer Çekimi Kuvveti (Ağırlık)

Kitabın Dünya tarafından çekilmesinden kaynaklanan kuvvettir. Bu kuvvet daima aşağıya doğru (Dünya'nın merkezine doğru) etki eder.

• Yönü: Düşey olarak aşağı.
• Formülü: \( G = m \cdot g \)
• Açıklama: Burada \( m \) kitabın kütlesi, \( g \) ise yer çekimi ivmesidir (yaklaşık \( 9.8 \, m/s^2 \)).

2. Normal Kuvvet (Destek Kuvveti)

Masanın, üzerinde duran kitaba uyguladığı tepki kuvvetidir. Yer çekimi kuvvetini dengeleyen kuvvet budur. Bu kuvvet daima yüzeye dik (normal) olarak yukarı doğru etki eder.

• Yönü: Düşey olarak yukarı.
• Kaynağı: Masa.
• Özelliği: Bu kuvvet, temas gerektiren bir kuvvettir. Kitabı masadan kaldırırsanız, normal kuvvet ortadan kalkar.

Kuvvet Dengesi ve Net Kuvvet

Kitap hareketsiz durduğuna göre, üzerine etki eden net kuvvet sıfır olmalıdır. Bu, Newton'un birinci hareket yasası (Eylemsizlik Yasası) ile açıklanır.

• Yer çekimi kuvveti (\( G \)) ve normal kuvvet (\( N \)) aynı doğrultudadır (düşey) fakat zıt yönlüdürler.
• Kitap hızlanmadığına veya yavaşlamadığına göre bu iki kuvvetin büyüklükleri birbirine eşittir.

Matematiksel olarak ifade edersek:

\( \Sigma F = 0 \)

\( N - G = 0 \)

\( N = G \)

Yani, Normal Kuvvet = Kitabın Ağırlığı

Sonuç

Masada duran bir kitaba etki eden iki temel kuvvet vardır:

1. Aşağı yönlü Yer Çekimi Kuvveti (Ağırlık)
2. Yukarı yönlü Normal Kuvvet (Destek Kuvveti)

Bu iki kuvvetin büyüklükleri eşit, yönleri ise zıttır. Bu denge sayesinde kitap hareketsiz durur ve net kuvvet sıfır olur.