6 Sınıf Fen Bilimleri Cisme Etki Eden Kuvvetlerin Dengelenmiş Olup Olmadığını Belirleme

Kuvvetler her yerde! Bir çekmeceyi açarken, ayakta dururken, bisikletle hızlanırken… hep kuvvet var. Peki bir cisme etki eden kuvvetlerin “dengeli” olup olmadığını nasıl anlarız? Önce iki temel tanım: Bir cisme birden çok kuvvet etki ediyorsa, bu kuvvetlerin vektörel toplamına net kuvvet denir. Net kuvvet sıfırsa, cismin hızı değişmez. Hız değişmiyorsa ivme yok. Bu duruma “kuvvetler dengede” denir. Net kuvvet sıfırdan farklıysa, cisim ivmelenir ve kuvvetler dengesizdir. İşte bu ikili, bütün soruların anahtarı. Eğer cismin hızı sabitse ya da duruyorsa, muhtemelen kuvvetler dengelenmiş olabilir. Ama dikkat: Sadece hızın sabit olması kuvvetlerin dengelenmiş olduğunu kanıtlamaz; gerçek neden, net kuvvetin sıfır olmasıdır. Hız sıfırken bile ivme sıfırsa, net kuvvet sıfırdır. Başka bir örnekle: Buz üzerinde düz bir çizgide sabit hızla kayıyorsun. Hızın sabit; demek ki sürtünme ve itme kuvvetleri eşit ve zıt yönlü. Net kuvvet sıfır. Bileşke (net) kuvvet nasıl bulunur? Aynı doğrultuda ve aynı yönde etkiyen kuvvetleri toplar, zıt yöndeki kuvvetlerle çıkarırsın. Örneğin 30 N ve 20 N’lik iki kuvvet sağa, 15 N’lık bir kuvvet sola etkiyorsa: Sağ toplamı 30 + 20 = 50 N; net kuvvet 50 − 15 = 35 N sağa olur. Bu net kuvvet sıfır değil, yani kuvvetler dengelenmemiş ve cisim sağa doğru ivmelenir. Sıfırlanınca ise denge vardır. Kuvvetin yönü çok önemli. Aynı doğrultu ve zıt yön demek: bir sağa bir sola, bir yukarı bir aşağı gibi. Düşünce deneyi: Masa üstünde duran bir kitap. Ağırlık (yerçekimi) aşağı, masa tepkisi yukarı. Düşeyde net kuvvet sıfır, yatayda sürtünme ve itme yoksa net sıfır. Kuvvetler dengede; kitap durur. Birisi nazikçe sağa ittiğinde, yatayda sürtünme eşit olmazsa net kuvvet sağa doğru oluşur, kitap ivmelenir. Bazen sürtünme kuvvetini de hesaba katmalıyız. Masaya bir kapı itiyorsun; ayağınla durdurmaya çalışıyorsun. Kapının hızı azalıyorsa ivme sola doğru; kapıya uyguladığın sürtünme kuvveti sağdaki itme kuvvetinden büyük olmalı. İşte net kuvvet sıfır olmadığı için ivme var ve hız değişiyor. Örneklerle pekiştir. Yemek masasını sabit hızla itiyorsun: sürtünme itmeye eşit; net sıfır; kuvvetler dengede. Aynı masayı hızla itmeye çalışıyorsun: sürtünme itmeden küçük; net sağa; ivmelenir. Tavan arasına bağlı kabloyla askıda duran bir avize: ağırlık aşağı, gerilim yukarı. İkisi eşitse net sıfır; avize durur. Bir kabloda gerilim, diğerinde ağırlık; eşitse denge. Peki kuvvetler dengelenmiş olup olmadığını nasıl karar veriyorsun? Adım adım: - Cismin durumuna bak: Duruyor mu, sabit hızla mı gidiyor? - Tüm kuvvetleri listele (yön ve büyüklük). - Net kuvveti hesapla: Aynı yöndekileri topla, zıt yöndekileri çıkar. - Net kuvvet sıfırsa denge; değilse dengesiz. Kısaca: Net kuvvet sıfır mı? Evetse dengeli. Değilse dengesiz ve ivme var. Hızın sabit kalması, ivmenin sıfır olduğunun işareti; ivme sıfırsa net kuvvet sıfırdır. Bunu aklından çıkarma: net kuvvet ve ivme birbirine bağlı, ikiz kardeş. Kuvvetler doğru, yönler net olunca, denge soruları çok kolay.