Cisimleri neden hareket ettiririz? Neden durur? Newton'un yasaları, sürtünme, bileşke kuvvet... Hepsini interaktif deneylerle, simülasyonlarla ve canlı hesaplamalarla öğren.
Kuvvet, kısaca bir itme ya da çekmedir. Bir cisme kuvvet uyguladığında onun hızını, gittiği yönü ya da şeklini değiştirebilirsin. Fizikte F harfiyle gösterilir, birimi newton (N)'dur.
Kuvvetin hem bir büyüklüğü hem de bir yönü vardır. Bu yüzden "10 N kuvvet uyguladım" demek eksiktir; "sağa doğru 10 N" demek gerekir. Yönü olan büyüklüklere vektörel büyüklük denir.
Kuvvetin sadece büyüklüğü değil, yönü de vardır. Bu yüzden vektörle gösterilir. Bir cisme aynı anda birden çok kuvvet etki edebilir.
Durmakta olan cisim hareket ettirilebilir.
Hareketli cismin hızı artar ya da azalır.
Cismin hareket yönü değiştirilebilir.
Cismin şeklinde değişiklik yapabilir.
Bir cisme aynı anda birden çok kuvvet etki edebilir. Hepsinin birlikte yaptığı işi tek başına yapabilecek olan kuvvete bileşke kuvvet denir. Aşağıda iki oku sürükleyerek bileşkenin nasıl değiştiğini görebilirsin.
Vektörler uç uca eklenir. İlk vektörün başlangıcı ile son vektörün ucu arasındaki ok, bileşke kuvveti verir.
İki kuvvet aynı yönlü ise bileşke, iki kuvvetin toplamıdır:
Zıt yönlü ise bileşke, farklarıdır ve büyük olan kuvvetin yönündedir:
Cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise kuvvetler dengelenmiştir. Cisim duruyorsa durmaya, hareket ediyorsa sabit hızla hareketine devam eder.
Isaac Newton, 1687'de yayımladığı Principia adlı eserde hareketin üç temel yasasını ortaya koydu. Bu yasalar, bugün hâlâ klasik mekaniğin temelini oluşturur.
"Bir cisme etki eden bileşke kuvvet sıfır ise cisim duruyorsa durmaya, hareket ediyorsa sabit hızla doğrusal hareketine devam eder."
Bu yasa, her cismin "mevcut hareket durumunu korumak istediğini" söyler. Duran bir cisim hareket etmek istemez; hareket eden bir cisim durmak istemez. Buna eylemsizlik denir. Kütle, eylemsizliğin ölçüsüdür.
Aşağıdaki deneyde kütle ve kuvvet değerlerini değiştir, cismin ivmesini ve hareketini canlı olarak gözlemle. Newton'un 2. yasasını kendi gözlerinle gör.
• Kütleyi sabit tutup kuvveti artırırsan ivme artar.
• Kuvveti sabit tutup kütleyi artırırsan ivme azalır.
• Kuvveti ikiye katlarsan ivme de ikiye katlanır (doğru orantı).
• Kütleyi ikiye katlarsan ivme yarıya iner (ters orantı).
Kütle bir cismin içerdiği madde miktarıdır ve değişmez. Ağırlık ise cisme uygulanan yerçekimi kuvvetidir ve bulunduğun gezegene göre değişir.
10 kg kütleli bir cismi farklı gök cisimlerinde tart. Ağırlığın nasıl değiştiğini gör. Kütle her yerde 10 kg, ama ağırlık değişir!
Bir cisim bir yüzey üzerinde hareket ederken veya hareket etmeye çalışırken, yüzeyin cisme uyguladığı ve hareketi zorlaştıran kuvvete sürtünme kuvveti denir.
Cisim henüz hareket etmiyorken etki eden sürtünmedir. Sen ittikçe o da karşı koyar ve cisim yerinden kıpırdamaz. Ama dayanabileceği bir sınır vardır; onu aşarsan cisim kaymaya başlar.
μs: statik sürtünme katsayısı, N: normal kuvvet
Cisim kaymaya başladıktan sonra etki eden sürtünmedir. Her zaman hareketin tersi yönündedir. Cisim ister yavaş ister hızlı gitsin büyüklüğü değişmez.
μk: kinetik sürtünme katsayısı (μs'den küçüktür)
6 sorudan oluşan bu test ile kuvvet konusunu ne kadar kavradığını gör. Her sorudan sonra anında geri bildirim alacaksın.
Vektörel nicelik. Birimi Newton (N). Cismin hareket durumunu veya şeklini değiştirir.
Bileşke kuvvet sıfırsa cisim eylemsizlik gösterir. Hız sabittir.
İvme, kuvvetle doğru, kütleyle ters orantılıdır.
Her etki için eşit büyüklükte zıt yönde bir tepki vardır.
g ≈ 9.8 m/s² (Dünya). Ağırlık gezegene göre değişir, kütle değişmez.
Statik ve kinetik sürtünme. Yüzeyin cisme uyguladığı hareket engelleyici kuvvet.