Merhaba sevgili öğrencilerim! Ben Fen Bilimleri öğretmeniniz. Bugün sizlerle “Bileşke Kuvvet” konusunu pekiştirmek için bu alıştırmaları birlikte çözeceğiz. Unutmayın, Fen Bilimleri korkulacak bir ders değil, tam tersine hayatımızı anlamamızı sağlayan eğlenceli bir yolculuktur. Haydi, kalemlerinizi hazırlayın ve başlayalım!
1. Soru: Aşağıdaki cisimlere etki eden bileşke kuvvetlerin yönü ve büyüklüğünü yazalım.
Merhaba çocuklar! Bu soruda L ve M kutularına etki eden kuvvetleri inceleyip, bu kutuların hangi yöne ve ne kadarlık bir kuvvetle hareket edeceğini, yani bileşke kuvveti (diğer adıyla net kuvveti) bulacağız.
Unutmayalım: Eğer kuvvetler aynı yönlü ise toplanır, zıt yönlü ise büyük olandan küçük olan çıkarılır. Cismin hareket yönü, her zaman daha büyük olan kuvvetin yönüdür!
L Cismi İçin Çözüm:
Adım 1: Önce aynı yöne, yani sağa (doğuya) doğru olan kuvvetleri toplayalım.
F₂, F₃ ve F₄ kuvvetleri sağa doğrudur.
4 N + 3 N + 3 N = 10 N (Sağa doğru toplam kuvvet)
Adım 2: Şimdi zıt yönlü kuvvetlere bakalım. Sola (batıya) doğru sadece F₁ kuvveti var ve büyüklüğü 5 N.
Adım 3: Sağa doğru 10 N ve sola doğru 5 N’luk iki zıt yönlü kuvvetimiz oldu. Bileşke kuvveti bulmak için büyükten küçüğü çıkaralım.
10 N – 5 N = 5 N
Adım 4: Hareket yönü, büyük olan kuvvetin yönüydü. 10 N, 5 N’dan daha büyük olduğu için cisim sağa (Doğu) doğru hareket eder.
- Bileşke Kuvvetin Büyüklüğü:5 N
- Bileşke Kuvvetin Yönü:Doğu (Sağ)
M Cismi İçin Çözüm:
Adım 1: Önce yukarı (kuzeye) doğru olan kuvvetleri toplayalım.
F₁ ve F₂ kuvvetleri yukarı doğrudur.
8 N + 5 N = 13 N (Yukarı doğru toplam kuvvet)
Adım 2: Şimdi aşağı (güneye) doğru olan kuvvetleri toplayalım.
F₃ ve F₄ kuvvetleri aşağı doğrudur.
4 N + 6 N = 10 N (Aşağı doğru toplam kuvvet)
Adım 3: Yukarı doğru 13 N ve aşağı doğru 10 N’luk iki zıt yönlü kuvvetimiz var. Bileşke kuvveti bulmak için büyükten küçüğü çıkaralım.
13 N – 10 N = 3 N
Adım 4: Hareket yönü, büyük olan kuvvetin yönüydü. 13 N, 10 N’dan daha büyük olduğu için cisim yukarı (Kuzey) doğru hareket eder.
- Bileşke Kuvvetin Büyüklüğü:3 N
- Bileşke Kuvvetin Yönü:Kuzey (Yukarı)
2. Soru: Aşağıda bir cisme etki eden üç kuvvetten ikisi verilmiştir. Dengeleyici kuvvete bakarak cisme etki eden üçüncü kuvvetin ve bileşke kuvvetin büyüklüğünü ve yönünü bulalım, tablodaki ilgili alanlara yazalım.
Çocuklar, bu soruda bize bir ipucu verilmiş: Dengeleyici Kuvvet. Dengeleyici kuvvet, bileşke kuvvetin tam tersidir. Yani büyüklüğü aynı ama yönü zıttır. Eğer dengeleyici kuvveti biliyorsak, bileşke kuvveti hemen bulabiliriz!
Adım 1: Bileşke Kuvveti Bulalım
Soruda dengeleyici kuvvetin 4 N ve yönünün sola (Batı) olduğu verilmiş.
Bu durumda bileşke kuvvet, bunun tam tersi olmalıdır.
Yani, Bileşke Kuvvet (R) = 4 N ve yönü sağa (Doğu) doğrudur.
Adım 2: 3. Kuvveti (F₃) Bulalım
Bileşke kuvvetin sağa doğru 4 N olduğunu artık biliyoruz. Elimizdeki kuvvetlere bakalım: Sola 5 N (F₁) ve sağa 3 N (F₂).
Bu iki kuvvetin bileşkesi: 5 N – 3 N = 2 N (Sola doğru).
Ama sonucun sağa doğru 4 N çıkması lazım. Demek ki F₃ kuvveti, sola doğru olan 2 N’u yenip bir de sağa doğru 4 N’luk bir etki yaratmalı.
O halde F₃ kuvveti sağa doğru olmalı ve büyüklüğü: 2 N (dengelemek için) + 4 N (istenilen bileşke için) = 6 N olmalıdır.
Sağlamasını yapalım: Sağa doğru kuvvetler: 3 N + 6 N = 9 N. Sola doğru kuvvet: 5 N. Bileşke: 9 N – 5 N = 4 N (Sağa doğru). Sonucumuz doğru!
- 3. Kuvvet (F₃):
- Yönü: Doğu (Sağ)
- Büyüklüğü: 6 N
- Bileşke Kuvvet:
- Yönü: Doğu (Sağ)
- Büyüklüğü: 4 N
3. Soru: Aşağıda bir cisme etki eden üç kuvvetten ikisi verilmiştir. Bileşke kuvvete bakarak cisme etki eden üçüncü kuvvetin ve dengeleyici kuvvetin büyüklüğünü ve yönünü bulalım, tablodaki ilgili alanlara yazalım.
Bu soru da bir öncekiyle çok benziyor. Bu sefer bize bileşke kuvvet verilmiş, bizden 3. kuvveti ve dengeleyici kuvveti bulmamız isteniyor. Haydi yapalım!
Adım 1: 3. Kuvveti (F₃) Bulalım
Bileşke kuvvetin 5 N ve yönünün yukarı (Kuzey) olduğu verilmiş.
Elümüzdeki kuvvetlere bakalım: Yukarı 2 N (F₁) ve aşağı 3 N (F₂).
Bu iki kuvvetin bileşkesi: 3 N – 2 N = 1 N (Aşağı doğru).
Ama sonucun yukarı doğru 5 N çıkması gerekiyor. Demek ki F₃ kuvveti, aşağı doğru olan 1 N’u yenip bir de yukarı doğru 5 N’luk bir etki yaratmalı.
O halde F₃ kuvveti yukarı doğru olmalı ve büyüklüğü: 1 N (dengelemek için) + 5 N (istenilen bileşke için) = 6 N olmalıdır.
Sağlamasını yapalım: Yukarı doğru kuvvetler: 2 N + 6 N = 8 N. Aşağı doğru kuvvet: 3 N. Bileşke: 8 N – 3 N = 5 N (Yukarı doğru). Sonucumuz doğru!
Adım 2: Dengeleyici Kuvveti Bulalım
Dengeleyici kuvvetin, bileşke kuvvetle aynı büyüklükte ama zıt yönde olduğunu öğrenmiştik.
Bileşke kuvvet 5 N ve yukarı (Kuzey) yönlü olduğuna göre;
Dengeleyici kuvvet 5 N büyüklüğünde ve aşağı (Güney) yönlüdür.
- 3. Kuvvet (F₃):
- Yönü: Kuzey (Yukarı)
- Büyüklüğü: 6 N
- Dengeleyici Kuvvet:
- Yönü: Güney (Aşağı)
- Büyüklüğü: 5 N
4. Soru: Aşağıda günlük hayattan verilen örnek durumları inceleyelim. Cisimlerin dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde olduğu örnekleri işaretleyelim.
Harika bir soru! Bu soruyu çözmek için dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetlerin ne anlama geldiğini hatırlayalım.
Dengelenmiş Kuvvetler: Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır (R=0) ise bu cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir. Cisim ya duruyordur ya da sabit süratle hareket ediyordur. Hareketinde bir değişiklik olmaz.
Dengelenmemiş Kuvvetler: Bileşke kuvvet sıfırdan farklı ise cisim dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir. Cisim hızlanır, yavaşlar, döner veya dururken harekete geçer.
Şimdi görselleri bu bilgilere göre inceleyelim:
- Daldan düşen elma: Elma yere doğru hızlanarak düşer. Hızlandığı için dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir.
- Hızlanan araba: Adı üstünde “hızlanan”. Hareketi değiştiği için dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir.
- Sabit süratli bisiklet:İşte bu! “Sabit süratle” gitmesi, hızının değişmediği anlamına gelir. Bu yüzden dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir. (Pedal kuvveti, sürtünme kuvvetini dengelemiştir). BU İŞARETLENMELİ.
- Masada duran kitap: Kitap duruyor, yani hareket etmiyor. Durduğu için dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir. (Yer çekimi kuvveti, masanın tepki kuvveti tarafından dengelenmiştir). BU İŞARETLENMELİ.
- Yukarı atılan top: Top yukarı çıkarken yavaşlar, sonra durur ve aşağı inerken hızlanır. Hareketi sürekli değiştiği için dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir.
- Duvardaki tablo: Tablo duvarda hareketsiz duruyor. Durduğu için dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir. (Yer çekimi kuvveti, çivinin uyguladığı kuvvet tarafından dengelenmiştir). BU İŞARETLENMELİ.
Sonuç olarak işaretlenmesi gerekenler:Sabit süratli bisiklet, Masada duran kitap, Duvardaki tablo.
Umarım tüm çözümler anlaşılır olmuştur. Unutmayın, pratik yapmak sizi her zaman daha iyi yapar. Başka sorularda görüşmek üzere, hoşça kalın!