KUVVET

                                            Kuvvetin Tanımı ve Çeşitleri:

                                            Cisimlerin hızlarını ya da şekillerini değiştirebilecek etkiye kuvvet denir.

                                            Vektörel bir büyüklüktür. Birimi Newton ( N ) dur.

                                            1 Newton = 1 Kilogram.Metre/ Saniye²

                                            1 N = 1 kg.m/s²

                                             Kuvvet, bütün fiziksel olaylarda aynı özellikleri göstermekle birlikte farklı adlarla isimlendirilir.

                                             1. Ağırlık : Dünya'nın, çekim alanındaki herhangi bir maddeye uyguladığı kuvvete o maddenin ağırlığı denir. Ağırlığın oluşma nedeni kütlesel çekim kuvveti dir. Ağırlık, kütleye etki eden bir kuvvettir, dolayısıyla kütleden farklıdır. Günlük yaşamımızda, ağırlıkları kütlenin birimi ile birimlerdirdiğimizde ( 10 kg gibi ) ağırlık ve kütle karıştırılabilir. Bu yanlış bir kullanımdır.

                                             Kütle; uzayda yer kaplayabilen her şeyin madde miktarıdır. Maddenin proton ve nötron sayıları ile doğru orantılıdır. Maddedeki proton ve nötron sayıları değişmediği sürece ortamın basıncı, sıcaklığı ya da çekim ivmesi değişse bile kütle değişmez. Skaler bir büyüklüktür. Birimi kilogram ( kg ) dır.

                                              Bir cismin Dünya'daki ağırlığı

                                              Yönü dünyanın merkezine doğrudur. ( Serbest bırakıldıklarında düştükleri yön )

                                              G : Ağırlık

                                              m : Cismin kütlesi

                                               g : Dünyanın çekim alanı büyüklüğü

                                              Ağırlık, maddeyi meydana getiren bütün parçacıklara etki eden yerçekimi kuvvetlerinin bileşkesidir.

                                              Bu bileşkenin uygulama noktasına cismin ağırlık merkezi denir.

                                              Bir cismin maddesi ( atomları ) her yerinde düzgün bir yoğunlukta ise bu cisimlere türdeş   ( homojen ) cisim denir.

                                              Türdeş ve düzgün cisimlerin ağırlık merkezleri geometrik ortalarıdır.

                                              Dünyanın çekim alanının büyüklüğü

dünyanın merkezinden uzaklığa bağlıdır.

                                              Dünyadan uzaklaşıldıkça bu alan zayıflar.

                                              Dünyanın geoid şeklinden dolayı bu alanın büyüklüğü kutuplarda ekvatora göre daha fazladır.

                                              Bu nedenle cisimler kutuplarda daha ağır ölçülür.

                                               2. Kütlesel Çekim Kuvveti:

                                              Cisimlerin kütleleri nedeni ile birbirine uyguladıkları kuvvete, kütlesel çekim kuvveti denir. Bu kuvvetin büyüklüğü birbirini çeken cisimlerin kütleleri ile doğru, aralarındaki uzaklığın karesi ile ters orantılıdır. ( Burada uzaklık alınırken iki cismin ağırlık merkezleri arasındaki uzaklık alınacak ). Cisimlerin birbirine uyguladığı bu kuvvetler, yönce ters büyüklükçe aynıdır.

                                                                  F1 = F2 = G m1 . m2 / d²

                                               G: Evrensel çekim sabiti

                                               Bu kuvvet dünya ile etkileşen cisimler için ağırlık olarak tanımlanır. Dolayısı ile cisimler de kendi ağırlıkları kadar bir kuvvetle, dünyayı kendilerine doğru çekerler.

                                               3. Yüzey Tepki Kuvveti:

                                               Yüzeylere uygulanan kuvvetlere karşı yüzeylerin direncine tepki kuvveti denir. Bu kuvvet yüzeye dik ve tepkiyi meydana getiren kuvvete doğrudur. Etki kuvveti arttığında, yüzey direnci yeterli ise, tepki kuvveti de artar. Direnç yeterli değilse yüzey kırılır.

                                               Küresel cisimlerin yüzeylerinde oluşan tepki kuvvetlerinin doğrultuları, cisimlerin merkezlerinden geçer.

                                               Yatay bir yüzeyde bulunan cisme yüzeyin uyguladığı tepki kuvveti cismin ağırlığı kadardır.

                                               Eğrisel yüzeyde hareket eden cisimlere etkiyen yüzeyin tepkisi cisimlerin hızlarına da bağlıdır. Bunun nedeni cisme etkiyen merkezkaç kuvvetidir.

                                              4. İpteki Gerilme Kuvveti: 

                                              İplere uygulanan kuvvetlere karşı ipin direncine gerilme kuvveti denir. Bu kuvvetin büyüklüğü sürtünmesi önemsiz bir ipin her noktasında aynıdır. Yönü gerilmenin oluştuğu noktadan ipe doğrudur.

                                              Bir ipe kuvvet uygulandığında gerilerek esner ve boyu artar. İp esnemeyen bir ipse gerilmesi artarken boyu değişmez.   

                                             5. Yay Kuvveti:

                                             Üzerine kuvvet uygulanan yayların bu kuvvete direncine yay kuvveti denir. Uygulanan kuvvete ters yöndedir.

                                             Yaydaki bu kuvvet, yayın sertliği ( esneklik sabiti ) ve yayın serbest halinde ne kadar sıkıştığı ya da gerildiğine bağlıdır.

                                             F = k . x

                                             F: Yay kuvveti ( N )

                                             k: Yayın esneklik sabiti ( N/m )

                                             x: Yayın serbest ucunun yer değiştirme miktarı ( m )

                                             * Yaylar birbirine bağlandıktan sonra cisme bağlanırsa iki yayın eşdeğerinin esneklik sabiti azalır.                                               

                                             * Yaylar ayrı ayrı cisme bağlanırsa iki yayın eşdeğerinin esneklik sabiti artar.

                                             6. Sürtünme Kuvveti:

                                             Bir ortamda hareket etmek isteyen ya da hareket eden cisme o ortamın uyguladığı engelleyici kuvvete sürtünme kuvveti denir. Yönü hareket yönüne ters ve yüzeye paraleldir.

                                             Etki - tepki kuvvetidir. Birbiri ile sürtünen yüzeylerde birbirine ters yönde ve eşit büyüklükte olur.

                                             Bu kuvvetin büyüklüğü yüzeyin cisme uyguladığı tepki kuvveti ile yüzeyin fiziksel özelliklerine bağlıdır.

                                             Hareket eden ya da harekete başlayabilecek duruma gelmiş bir cisme etki eden sürtünme kuvveti

                                                                       FS = k . N            eşitliği ile hesaplanır.

                                             FS:  Sürtünme kuvveti

                                             k: Yüzey sürtünme katsayısı

                                             N: Yüzeyin cisme uyguladığı tepki kuvveti

                                             * Denge durumundaki cisimlerde sürtünme kuvveti cisme etki eden diğer kuvvetlerin bileşkesinin dengeleyicisidir.

                                             * Cisim denge durumundayken sürtünme kuvveti kN değerinden küçük bir değerde olabilir.