Harika bir deney konusu! Merhaba sevgili öğrencilerim, ben Fen Bilimleri öğretmeniniz. Bugün sizlerle birlikte “Bir Cisme Etki Eden Birden Fazla Kuvveti Gözlemleyelim” deneyini adım adım inceleyeceğiz ve tabloları nasıl doldurmamız gerektiğini, bu deneyden ne öğrenmemiz gerektiğini konuşacağız.
Hadi başlayalım! Bu deneyde aslında bileşke kuvvet, yani net kuvvet konusunu uygulamalı olarak görüyoruz. Unutmayın, kuvvetin yönü, doğrultusu ve büyüklüğü olduğunu biliyoruz. Bu deneyde de bunları kullanacağız.
6. Adımdaki Soru ve Tablonun Çözümü
Soru Metni: Bir arkadaşınızla birlikte karton kutuya aynı doğrultulu ve aynı yönlü kuvvetler uygulayınız. Uyguladığınız kuvvetlerle ilgili aşağıdaki tabloyu doldurunuz.
Bu adımda, sen ve bir arkadaşın kutuyu aynı taraftan, aynı yöne doğru çekiyorsunuz. Mesela ikiniz de kutuyu masanın sağına doğru çekiyorsunuz. Dinamometrelerde okuduğunuz değerlerin ne olacağını hayal edelim ve tabloyu dolduralım.
Adım 1: Diyelim ki senin adın Ali, arkadaşının adı da Ayşe olsun. İkiniz de kutuyu Doğu yönüne doğru çekiyorsunuz.
Adım 2: Ali’nin dinamometresi 5 N (Newton), Ayşe’nin dinamometresi ise 4 N göstersin.
Adım 3: Bu bilgilere göre tabloyu dolduralım.
- Kuvveti Uygulayan Kişi: Ali
- Kuvvetin Yönü: Doğu
- Kuvvetin Doğrultusu: Doğu-Batı
- Kuvvetin Büyüklüğü (N): 5
- Kuvveti Uygulayan Kişi: Ayşe
- Kuvvetin Yönü: Doğu
- Kuvvetin Doğrultusu: Doğu-Batı
- Kuvvetin Büyüklüğü (N): 4
Sonuç ve Açıklama:
Sevgili çocuklar, gördüğünüz gibi iki kuvvet de aynı yönlü. Bir cisme etki eden kuvvetler aynı yönlü ise, bileşke kuvveti (net kuvveti) bulmak için bu kuvvetleri toplarız. Yani kutuya etki eden toplam kuvvet:
5 N + 4 N = 9 N olur.
Kutu, Doğu yönünde 9 N‘luk bir kuvvetle hareket eder.
7. Adımdaki Soru ve Tablonun Çözümü
Soru Metni: Bir arkadaşınızla birlikte karton kutuya aynı doğrultulu ve zıt yönlü kuvvetler uygulayınız. Uyguladığınız kuvvetlerle ilgili aşağıdaki tabloyu doldurunuz.
Şimdi ise halat çekme oyunu gibi düşünün! Ali kutuyu bir tarafa, Ayşe ise tam zıt tarafa çekiyor. Yani kuvvetlerin doğrultuları aynı (örneğin Doğu-Batı doğrultusu) ama yönleri zıt.
Adım 1: Ali kutuyu yine Doğu yönüne, Ayşe ise Batı yönüne doğru çeksin.
Adım 2: Ali’nin dinamometresi bu sefer 8 N, Ayşe’nin dinamometresi ise 6 N göstersin.
Adım 3: Tablomuzu bu yeni duruma göre dolduralım.
- Kuvveti Uygulayan Kişi: Ali
- Kuvvetin Yönü: Doğu
- Kuvvetin Doğrultusu: Doğu-Batı
- Kuvvetin Büyüklüğü (N): 8
- Kuvveti Uygulayan Kişi: Ayşe
- Kuvvetin Yönü: Batı
- Kuvvetin Doğrultusu: Doğu-Batı
- Kuvvetin Büyüklüğü (N): 6
Sonuç ve Açıklama:
Bu durumda kuvvetler zıt yönlü olduğu için bileşke kuvveti bulmak için büyük olan kuvvetten küçük olanı çıkarırız. Adeta bir bilek güreşi gibi!
8 N – 6 N = 2 N
Peki kutu hangi yöne hareket eder? Elbette daha güçlü çekenin, yani büyük kuvvetin yönünde! Bu durumda kutu, Ali’nin çektiği Doğu yönünde 2 N‘luk bir kuvvetle hareket eder.
9. Adımdaki Soru ve Tablonun Çözümü
Soru Metni: İki arkadaşınızla birlikte karton kutuya aynı doğrultulu kuvvetler uygulayınız. Uyguladığınız kuvvetlerin ikisi aynı yönlü, biri farklı yönlü olsun. Uyguladığınız kuvvetlerle ilgili aşağıdaki tabloyu doldurunuz.
Bu son durumda gruba yeni bir arkadaşımız daha katılıyor, adı Can olsun. Ali ve Ayşe bir olup kutuyu Doğu’ya çekerken, Can tek başına onlara karşı Batı’ya doğru çekiyor.
Adım 1: Ali ve Ayşe kutuyu Doğu yönüne, Can ise Batı yönüne çekiyor.
Adım 2: Dinamometre değerleri şöyle olsun: Ali 5 N, Ayşe 4 N, Can ise 7 N.
Adım 3: Haydi tabloyu dolduralım.
- Kuvveti Uygulayan Kişi: Ali
- Kuvvetin Yönü: Doğu
- Kuvvetin Doğrultusu: Doğu-Batı
- Kuvvetin Büyüklüğü (N): 5
- Kuvveti Uygulayan Kişi: Ayşe
- Kuvvetin Yönü: Doğu
- Kuvvetin Doğrultusu: Doğu-Batı
- Kuvvetin Büyüklüğü (N): 4
- Kuvveti Uygulayan Kişi: Can
- Kuvvetin Yönü: Batı
- Kuvvetin Doğrultusu: Doğu-Batı
- Kuvvetin Büyüklüğü (N): 7
Sonuç ve Açıklama:
Böyle bir durumda önce aynı yöne çekenlerin kuvvetlerini birleştiririz, yani toplarız.
Ali ve Ayşe’nin toplam kuvveti: 5 N + 4 N = 9 N (Doğu yönünde)
Şimdi elimizde Doğu’ya doğru 9 N ve Batı’ya doğru 7 N’luk iki zıt yönlü kuvvet var. Zıt yönlü olunca ne yapıyorduk? Çıkarıyorduk!
9 N – 7 N = 2 N
Kutu, yine büyük olan kuvvetin yönünde, yani Doğu yönünde 2 N‘luk bir kuvvetle hareket edecektir.
Sonuca Varma
Soru: Bir cisme etki eden birden fazla kuvvet belirtilirken kuvvetin hangi özellikleri ifade edilir?
Cevap ve Açıklama:
Bütün bu deneyi düşündüğümüzde, bir kuvveti tam olarak anlatabilmek için sadece “5 N’luk kuvvet” demenin yetmediğini gördük. Nereye doğru uygulandığı çok önemli! Tabloları doldururken her seferinde üç temel özelliği yazdık.
Bir kuvveti tam olarak ifade edebilmek için şu üç özelliğini belirtmemiz gerekir:
- Doğrultu: Kuvvetin üzerinde hareket ettiği çizgi. (Örn: Doğu-Batı, Yukarı-Aşağı)
- Yön: Doğrultu üzerindeki iki seçenekten biri. (Örn: Doğu, Batı, Yukarı, Aşağı)
- Büyüklük (Şiddet): Kuvvetin ne kadar güçlü olduğu. (Örn: 5 N, 10 N)
İşte bu deney bize, kuvvetleri birleştirirken ya da çıkarırken bu üç özelliğin de ne kadar önemli olduğunu göstermiş oldu. Harika iş çıkardınız!