Kuvvet ve hareket ünitesi

Fizik bölümünde yer alan bu konu mahir tarafından paylaşıldı.

  1. mahir

    mahir Harbi Aktif Üye

    HAREKET VE KUVVET KONUSU İÇİN BAZI TEMEL KAVRAMLAR

    Skaler ve Vektörel Büyüklükler

    Sadece bir sayı ve bir birim ile belirtilen uzunluk, kütle, zaman gibi büyüklüklere skaler büyüklükler denir. 500 metre, 50 m/s, 175 cm, 3 saat gibi büyüklükler skaler büyüklüklerdir.

    Vektörel büyüklükler ise, bir sayı ve bir birim yanında yönü de olan büyüklüklerdir. A'dan B'ye 2 saate gitmek vektörel bir büyüklüğü ifade eder.

    Uzunluk ve Zaman Birimleri

    Hareketi iyi anlayabilmek için ilk olarak temel uzunluk ve zaman ölçülerini bilmek gerekir.

    Metre uzunluğun temel ölçü birimidir. Bir metre, Paris'ten geçen, kuzey kutbu ve ekvator arasındaki boyuna çizgi boyunca ölçülen uzaklığın on milyonda birisidir. Bu bir metreyi temsil eden metal çubuk Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler Bürosu'nda bulunmaktadır.

    Bir metrenin uzunluğunu belirlemenin bir başka yolu ise, bilimdeki hızlı gelişmelerden birisi olan ışık hızından yararlanmaktır. Buna göre 1 metre = Işığın boşlukta 1/299,792,458 saniyede yol aldığı mesafedir.

    Saniye ise = Sezyum atomunun yayınladığı belli bir dalga boyundaki ışığın, 9192631770 devir yapması için geçen zamandır.

    Kütle, enerji, zaman, hız, kuvvet ve sıcaklık gibi bir ölçme aracı ile ölçülebilen büyüklükler fiziksel niceliklerdir. Bu tür büyüklükler genel olarak iki kısımda incelenir. Bunlar:

    1) Skaler Büyüklükler

    2) Vektörel Büyüklüklerdir.

    1) Skaler Büyüklükler

    Yalnızca sayılarla ifade edilebilen ve bir birimi olan büyüklüklere denir. Skaler büyüklükler, kütle, sıcaklık, güç, zaman, iş vb. olarak incelenebilir. Örneğin; 3 metre, 5 kilogram, 35 oC, 600 Newton, 220 Volt gibi.

    2) Vektörel Büyüklükler

    Ölçülen büyüklüklerin bazılarındaki sayısal değer ve birim bazen bu veriyi anlamak için yeterli değildir. Bu büyüklüğün yönü, şiddeti, başlangıç noktası ve doğrultusu da önem kazanır. Örneğin; "Araba Ankara'dan İstanbul'a doğru saatte 90 km/sa hızla hareket ediyor" cümlesinde aracın yönü, doğrultusu ve hızı gibi kavramlar bilinmesi gereken değerlerdir.

    Vektörel büyüklük; şiddeti, yönü, doğrultusu ve başlangıç noktası belirlenebilen büyüklüklerdir. Yani yönlendirilmiş doğru parçalarına vetör denir. Vektörel büyüklükleri simgesi üzerine ok işareti konularak skaler büyüklüklerden ayırt edilmektedir.

    Kuvvetlerin Bileşkesi

    Her hangi bir cisme birden fazla kuvvet uygulandığında, cisme tek bir kuvvet uygulanıyormuş gibi olur. Burada bir nesneye etkiyen birden fazla kuvvetin etkisi söz konusudur. ile gösterilir.

    Örneğin bir kişinin A noktasından B noktasına taşıdığı bir yükü taşımak için bir başka kişi yardım ederse bileşke kuvvet artacağından taşıma süresi kısalacaktır. Veya bir cisme doğu yönünde 10 Newton kuvvet uygulanırken, bu kuvvete zıt yönde 15 Newton kuvvet uygulandığında cisim ters yönde hareket edecektir. Bu özellikler kuvvetin bileşke kuvveti olarak bilinmektedir.

    Aynı Yönlü Kuvvetlerin Bileşkesi

    Bir cisme aynı yön ve aynı doğru boyunca etkiyen iki ve daha fazla kuvvetin birleşmesi ile bu kuvvetlerin bileşke kuvveti ortaya çıkar. Bileşkenin şiddeti, kuvvetlerin toplam şiddetine eşittir.

    1) Uç Uca Ekleme Metodu

    Uç uca ekleme metodunda kuvvetler, yön, doğrultu ve şiddetinde değişiklik yapılmadan ve sıralarına dikkat edilmeksizin uç uca eklenerek birleştirilirler. Yani ilk kuvvetin başlangıç noktası ile son kuvvetin bitiş noktası birleştirilerek toplam kuvvet bulunur.

    KUVVETİN HAREKETE ETKİLERİ

    KONUM VE YER DEĞİŞTİRME

    Bir cismin konumu, başlangıç olarak seçilen sabit bir noktaya göre alınır. Bu başlangıç noktasından cismin şu anda bulunduğu yere çizilen vektöre ise konum vektörü denir.

    Cismin ilk bulunduğu noktadan bilinen başka bir noktaya ulaşmak için aldığı yola yer değiştirme denir. Cismin son bulunduğu noktadan ilk bulunduğu nokta çıkarılarak yer değiştirme miktarı bulunur.

    SÜRAT

    Sürat =Alınan yol / Geçen zaman (Sürat = x/t) formülünden hareket edersek, bir nesnenin bir noktadan bir başka noktaya hareket etmesi sonucundaki yer değiştirmesinin, bu esnada geçen zamana bölümü sürati verir.

    Yavuz 500 metreyi 250 saniyede gittiğine göre Ali'nin sürati nedir?

    Çözüm: Eldeki verilerden yararlanarak sürati bulmak için, Yavuz'un aldığı yolun geçen süreye bölünmesi gerekir. Yani

    Sürat = 500 (m)/250 (s) ise Sürat = 2 m/s'dir. Buradan çıkarılabilecek sonuç ise, Yavuz'un saniyede 2 metre yürüyerek 250 saniye yol gitmiştir..

    Yukarıdaki örnekte kısa mesafeler için kullanılan metre/saniye birimi kullanılmıştır. Ama daha uzun mesafeler ve zaman için kilometre/saat birimi kullanılmaktadır.

    Süratle hız kavramları günlük hayatta birbiri yerine kullanılmasına rağmen fizikte birbirlerinden farklı kavramlardır. Süratte gidiş yönü veya yer değiştirme noktaları belli değildir. Hız ise bu bilgileri kapsayan bir kavramdır. Sürat skaler bir büyüklük iken hız vektörel bir büyüklüğü ifade eder.

    Örnek:
    6000 metre uzunluğundaki bir yolu iki koşucudan biri olan Ahmet 3dk 20s de,Vedat 2dk 5s de koşuyor. Buna göre Ahmet ve Vedat ın süratini hesaplayın.

    Çözüm:
    Ahmet in sürati
    Alınan yol=6000 m
    Geçen zaman=3dk 20 s=(3.60)+20=200s
    Sürat=Alınan yol/Geçen zaman
    Sürat=6000/200=30m/s

    Vedat ın sürati
    Alınan yol=6000m
    Geçen zaman=2dk 5s=125s
    Sürat=Alınan yol/Geçen zaman
    Sürat=6000/125=48m/s

    Örnek:
    Elif ve ailesi Bolu-İstanbul otobanını kullanarak Bolu dan İstanbul a gidecekler. 270 km lik bu yolu saatte 60km sabit süratle giderlerse,Elif
    Ve ailesi kaç saat sonra İstanbul a ulaşırlar?

    Çözüm:
    Alınan yol=270 km
    Geçen zaman=X
    Sürat=60km/h
    Sürat=Alınan yol/Geçen zaman
    60/1=270/X
    60.X=270→ X=4.5sa

    Örnek:
    İhsan ın eviyle okulu arasındaki uzaklık 3000 metredir. İhsan bu yolu koşarak 15dk da tamamladığına göre İhsan ın sürati kaç km/h dir?

    Çözüm:
    Alınan yol=3000m=3km
    Geçen zaman=15dk=0.25 sa
    Sürat=Alınan yol/Geçen zaman
    Sürat=3/0.25
    Sürat=12km/h