Hareket Ve Kuvvet Nedir? Hareket Ve Kuvvet Tanım Açıklaması, Anlatımı, Hakkında

Hareket ve Kuvvet

Hareket, fizikte mekanik konusu içerisinde yer alır mekanik ile nesnelerin hareketi ve durgun kalma özellikleri açıklanmaya çalışılır Böylece evrendeki gezegen ve yıldızların hareketleri açıklanabilir, bina, köGoogle Page Rankingü, gökdelen gibi binalar inşa edilebilir, uçak, gemi ve denizaltı gibi araçlar yapılabilir Kısaca, dünya ve uzayda var olan veya var olması istenen birçok özellik mekanik konusu ile açıklanabilir İnsanların en iyi çok ilgilendiği ve günlük yaşamında karşılaştığı fiziksel olaylardan birisi harekettir Bu nedenle fizik bilimine genellikle hareket konusu ile başlanır

Hareket Biliminin Tarihsel Gelişimi
Hareket çok eski zamanlardan beri insanların ilgisini çeken bir konu olmakla beraber, sistematiğinin oluşması ancak 1600'lü yıllara denk gelmektedir Bu çağda batı dünyasında ortaya çıkan Galileo ve Newton, hareket biliminin sistematik özelliğinin oluşmasının temelini atmışlardır 19 yüzyılın sonlarına kadar bu bilim adamlarının ortaya attığı fikirler büyük oranda kabul görmüştür Fakat 20 yüzyılda atom ve atom altı parçacıklar üzerinde yapılan çalışmalar ve teknolojideki hızlı gelişim bu bilim adamlarının fikirlerinde bir takım değişiklikler yapılması gerektiğini ortaya koymuştur Kuantum Mekaniği ve Görelilik Teorisi yapılan bu çalışmalar sonrası, mekaniği ve hareketi daha iyi açıklamışlardır

Bazı 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 Büyüklükler

1) Skaler Büyüklükler
Yalnızca sayılarla ifade edilebilen ve bir birimi olan büyüklüklere denir Skaler büyüklükler, kütle, sıcaklık, güç, zaman, iş vBulletin 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


-Alıntıdır-

Kuvvet

Günlük yaşantımızda yapılan her işte kuvvet kullanırız Öğrencinin kitaplarını taşıması, evin kapısının kapatılması, deredeki suyun akması, bir uçağın havalanması kuvvet gerektiren bazı olaylardır Bu nedenle yaşantımızda kuvvet olmadan bir iş yapmamız mümkün değildir Kainattaki bütün itme ve çekme olaylarının temelinde kuvvet vardır Kuvvet, bir cisme temas ederek olabileceği gibi temas etmeden de meydana gelebilir Dünya ve güneşin birbirlerini, mıknatısların diğer maddeleri çekmesi ve elektro manyetik çekim temas gerektirmeyen kuvvete örnek verilebilir O halde kuvvet; fiziksel, kimyasal ve biyolojik sistemlerin temel özelliğini oluşturan en önemli kavramlardan bir tanesidir
Duran bir cismi harekete geçiren, hareket halindeki bir cismi durduran, cismin yön ve doğrultusunu değiştiren veya cisimlerin biçimlerinde değişiklik yapan etkiye kuvvet denir



Kuvvetin Cisimlerin Hareketlerindeki Etkileri
1) Kuvvet etki ettiği cisimlere hareket kazandırabilir
2) Kuvvet cisimlerin hızlarını değiştirebilir
3) Kuvvet hareket eden cisimlerin yönünü değiştirebilir
4) Kuvvet cisimlerde şekil değişikliğine sebep olabilir
5) Kuvvetlerin cisimler üzerinde döndürme etkileri bulunur

alıntı

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 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
Şekildeki M kütlesine etkiyen F1 ve F2 kuvvetlerinin toplamı bileşke kuvveti verir: FB = F1 + F2

Örneğin, M kütlesine 15 Newton ve 25 Newtonluk iki kuvvet aynı yönde etkilediğinde bileşke kuvvet;
FB = F1 + F2 ise FB = 15 + 25 = 40 Newton olur


Zıt Yönlü Kuvvetlerin Bileşkesi
Bir cisme aynı doğrultuda fakat ters yönlerde etkiyen iki kuvvetin bileşkesi, şiddeti büyük olan kuvvet yönündedir Bileşke şiddeti ise, kuvvetlerin şiddetinin farkına eşit olur Ters yönlü kuvvetler eşit şiddete olursa bileşke kuvvet sıfır olur
FB = F1 - F2
Yukarıdaki M cismine etkiyen iki farklı kuvvet zıt yönlü olduklarından, cismin hareket yönü şiddeti büyük olan kuvvet yönünde olacaktır

Örneğin; F1 25 Newton iken F2 30 Newton olduğunda bileşke kuvvet;
FB = F1 - F2 ise FB = 30 - 25 = 5 Newton olur Bu cismin hareket yönü F2 kuvveti yönündedir


Kesişen Kuvvetlerin Bileşkesi
İki veya daha fazla kesişen kuvvetin etkisinde olan bir cisim, kuvvetlerin arasında yer alan bir doğrultuda hareket eder Kesişen kuvvetlerin bileşkesi bulunurken, vektörlerin ucundan diğer vektöre paralel çizgiler çizilerek ortaya çıkan paralel kenarın başlangıç noktasından iki vektörün birleştikleri vektör birleşik vektördür

Aynı noktaya etkiyen kuvvetlerin bileşkesini bulmak için iki farklı yöntem vardır Bunlar uç uca ekleme ve paralel kenar metodudur




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
Örneğin aşağıda verile iki kuvveti uç uca ekleme yöntemi ile birleştirecek olursak:

şekilde verilen kuvvetlerin bileşkesini bulmak için aşağıdaki gibi uç uca ekleme yapılarak bileşke kuvvet bulunur


2) Paralel Kenar Metodu
Kuvvetlerin başlangıç noktası bir noktadan referans kabul edilerek başlanır Ortaya çıkan şekil paralel kenara olacak şekilde birleştirilir Bu kuvvetlerin izdüşümleri alınarak başlangıç noktasından geçen köşegen uzunluğu bileşke kuvveti verir
Örneğin aşağıda verilen iki kuvvetin bileşkesini paralel kenar yöntemine göre bulacak olursa;

Bu iki kuvvetin başlangıç noktalarını birleştirerek bileşke kuvveti bulabiliriz



alıntı

Kuvvetin Harekete Etkileri

Konum ve Yer Değiştirme
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


Yukarıdaki şekilde de görüldüğü gibi yer değiştirme, kat edilen mesafeden farklıdır a noktasından hareket eden bir nesne b noktasına ulaşmak için doğrusal bir hareket yapmasa da yer değiştirmesi bir vektör oluşturacak biçimde doğrusaldır Burada yer değiştirmenin kat edilen mesafeden bağımsız olduğu görülmektedir Kat edilen mesafe 500 metre , yer değiştirme ise 200 metre olabilir

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
Örnek: 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



alıntı

Ortalama Hız

Hızın bir vektör olduğu bilindiğinden, ortalama hız, bir nesnenin başlangıç noktasından bitiş noktasına kadar yer değiştirmesinin zamana bölümü ile bulunur Cisimler yer değiştirirken belirli bir süre geçer Bu nedenle birim zamanda yapılan yer değiştirmeye hız denir Formül olarak ifade edecek olursak; Hız = Yer değiştirme / Geçen süre


Hız bir vektörel büyüklük olduğundan bir yönü vardır Hızın SI'deki birimlerini tablo halinde gösterecek olursak;


Sabit Hızlı Hareket


Bir doğru boyunca, eşit zaman aralıklarında eşit miktarda yer değiştiren cisim sabit hızlıdır Böyle bir cismin hareketine sabit hızlı hareket veya düzgün doğrusal hareket denir Örnek; Bir cisim doğrusal bir yolun 2/3'ünü saatte 20 m/s'lik hızla 20 saniyede giderken yolun diğer kısmını da 20 saniyede gidiyor Yolun ikinci kısmında cismin hızı nedir? Cismin hız zaman grafiğini çiziniz


İlk olarak cismin ilk 20 saniyedeki aldığı yolu bulmak gerekir
Dx = VDt ise 2020 = 400 metredir Yolun 2/3'si 400 metre olduğuna göre 1/3'ü 200 metredir Cisim bu yolu da 20 m/s'de aldığına göre hızı;
V = Dx/Dt ise 200/20 = 10 m/s olur Bu verilere göre hız zaman grafiğini şu şekilde gösterebiliriz:



Yukarıdaki şekilde cisim 0-20 saniye aralığında 20 m/s hızla, 21-40 saniye alalığında ise 10 m/s hızla sabit şekilde hareket ettiğinden hız zaman grafiği bu şekilde oluşmuştur


alıntıdır