64

Anahtar Kavramlar

kuvvetdinamometre

Kuvveti Keflfedelim

“Bugün, Sevgi abla ve Metin ağabey için macera günüydü. Sevgi abla ve Metin ağabey Çoruh Nehri’nin azgın sularında rafting yapmak için Artvin’e gelmişlerdi. Rafting yapacakları takım dokuz kişiden oluşuyordu. Tak ım bottaki yerini aldı. Herkesin elinde birer kürek vardı. Bu küreklere kuvvet uygulayarak bota yön verecekler ve botu dengede tutmaya çalışacaklardı.

Dünyanın en süratli akan nehirlerinden biri olan Çoruh Nehri’nde rafting yapmak onları heyecanlandırıyordu. Takım, küreklerle botu iterek kıyıdan ayrıldı ve azgın sularda harekete başladı. Çoruh Nehri o kadar süratli akıyordu ki takımdakiler botu dengede tutmak için küreklerine asılarak ayn› yönde daha fazla kuvvet uyguladılar. Takımın üyeleri tek bir vücut gibi çalışıp bu doğa harikası nehre sanki meydan okuyorlard›. Macera başlayalı 10 dakika olmuştu. 12 km’lik mesafenin yarısına gelinmişti. Bot bir sağa bir sola giderken tam önlerine bir kaya çıktı. Botun önünde oturan Metin ağabey küreğini kullan›p kayayı iterek botu sola doğru döndürdü. Suyun süratinin azaldığı bir kısma gelmişlerdi. Artık bota daha iyi hakim olabiliyorlardı. Bundan sonra nehrin kıyısına yanaşıp dinlenmeye karar verdiler.” • Tak›mdakiler nehir ak›nt›s›n›n dalgal› ve süratli oldu¤u yerlerde kürekleri ile neden daha

çok kuvvet uygulam›fllard›r?• Bot 10 dakikada kaç km yol alm›flt›r?

Bir önceki konuda hareketli varlıkların süratlerini hesaplamayı öğrendik. Fakat varlıkların niçin harekete geçtiğini tartışmadık. Varlıkların harekete geçmesini ve süratlerinin artmas›n› sa¤layan etki nedir?

Metin Ağabey

Sevgi Abla

65

Zeynep ve Mert, fen ve teknoloji dersi ö¤retmenine kuvveti nas›l ölçebileceklerini sorarlar. Öğretmenleri onlara, bunu kendilerinin deneyerek öğrenebileceklerini söyler ve afla¤›da foto¤raf› görülen arac› verir. ‹ki arkadafl bu aracı ilgiyle incelerken öğretmenleri, kuvvet ölçen bu araca dinamometre denildiğini söyler. Zeynep ve Mert dinamometreyi kullanarak çevrelerindeki cisimlere uygulanan kuvvetleri ölçmeye başlar. Bu sırada öğretmen, cisimlere uygulanan kuvvetleri dinamometreden okumalarına yardımcı olur ve şu soruyu sorar: “Kuvvet bir büyüklükse mutlaka birimi vardır. Sizce bu birim ne olabilir?” Zeynep dinamometrenin üzerindeki “N” harfini göstererek bunun kuvvet birimi olabileceğini söyler. Öğretmenleri bunun doğru olduğunu ve kuvvet birimine newton (nivton) denildi¤ini ifade eder. N’nin ise kuvvet biriminin k›saltmas› oldu¤unu belirtir. Zeynep ve Mert dinamometreden okudukları kuvvet değerlerini uygun çizelge oluşturarak defterlerine kaydederler. Ard›ndan öğretmenleri ikinci bir dinamometre vererek bu dinamometreyi incelemelerini ve iki dinamometre arasındaki farkı söylemelerini ister. Bundan sonra Zeynep ve Mert masan›n üzerinde bulunan farklı büyüklükteki cisimleri harekete geçirecek kuvveti ölçmek için uygun dinamometre seçer. Biz de s›n›f›m›zdaki dinamometremizi yak›ndan tan›yal›m ve Mert ile Zeynep’in yapt›klar›n› uygulayal›m. Art›k dinamometreyi kullanabildi¤imize göre afla¤›daki sorulara cevap arayal›m.• Dinamometrenin yay› hangi cismi harekete geçirirken daha çok uzad›?• Bir cismi çekerek kuvvet uygulayal›m. Ayn› kuvveti önce 5 N’luk, daha sonra

10 N’luk dinamometre kullanarak ölçelim. Her iki dinamometreden okunan kuvvet de¤erleri ayn› oldu¤unda, dinamometrenin yaylar›ndaki uzama miktarlar› da ayn› m›d›r? Neden?

• Masay› hareket ettirebilmek için uygulayaca¤›m›z kuvveti s›n›f›m›zdaki dinamometreleri kullanarak ölçebilir miyiz? Nedenini tart›flarak aç›klayal›m.

Önceki y›llarda kuvveti basit bir flekilde itme ve çekme olarak tan›mlam›flt›k. Kuvvetin etkilerini hayatımızın her yerinde gözlemleyebiliriz. Çantamızı taşırken, otomobil kullanırken, musluğu açarken, meyveleri soyarken, saçımızı tararken, çorabımızı giyerken cisimlere kuvvet uygularız. Kuvveti göremeyiz ama kuvvetin etkilerini birçok olayda hissedebiliriz.

Acaba kuvvetin büyüklü¤ü nas›l ölçülür? Uygulanan kuvvetlerin büyüklüğünü bilmek, sebep olacağı etkileri tahmin etmede bize kolaylık sağlar. Otomobiller üretilirken yandaki foto¤rafta oldu¤u gibi üzerlerine farklı büyüklüklerde kuvvetler uygulanarak, otomobilin dayanıklılığı test edilmektedir. Böylece olabilecek kazalara karşı gereken önlemler alınır. Kuvvetin büyüklü¤ünü ölçece¤imiz bir etkinlik yapal›m.

4. Etkinlik Kuvvetin Büyüklü¤ünü Nas›l Ölçeriz?Gözlemleyelim, ‹nceleyelim

Araç-GereçlerAraç ve Gereç

♦ dinamometre

(5 N ve 10 N)

♦ farkl› büyüklükteki

cisimler

10

37. s

66

Etkinli¤imizde kuvvetin cisimler üzerindeki etkisinden yararlanarak dinamometre ile ölçülebildi¤ini gözlemledik.

Bir cisme etki eden kuvveti dinamometre ile ölçerken dinamometrenin yay› uzar. Bunun sebebi cisme etki eden kuvvetin dinamometrenin yay›na da etki etmesidir. Cisme uygulanan kuvvet ne kadar büyük olursa, dinamometredeki yay›n uzamas› da o kadar fazla olur. Üstteki iki foto¤rafta görüldüğü gibi farkl› cisimleri harekete geçirebilecek kuvvetleri ölçmek için uygun dinamometreleri seçmemiz gerekir. Çünkü dinamometrenin içinde kullanılan yayların bir esneklik sınırı vardır. Bu sınır aşılırsa dinamometre özelliğini kaybeder. Bu nedenle, bir dinamometrenin üzerinde ölçebilece¤i en büyük kuvvet de¤eri belirtilir.

Kuvvetin Doğrultusu ve Yönü

Otoyolda ilerlerken gideceğimiz yeri bulmak için foto¤raftaki gibi tabelalarda bulunan okların gösterdiği yöne dikkat ederiz. Bu okların yard›m›yla bilmediğimiz yollarda bile kolaylıkla ilerleriz.

Ankara-‹stanbul flehirleri aras›nda gidifl ve dönüfl yapan trenlerin karfl›laflt›¤›n› düflünelim. Bu trenler resimdeki gibi z›t yönde hareket etse de do¤rultular› ayn›d›r.

11

12

38. s

38. s

67

Kuvveti KeflfedelimKuvvet ve Hareket

Cisimlere uyguladığımız kuvvetlerin de yönleri ve do¤rultular› vard›r. Bir kuvvetin hangi yönde ve do¤rultuda uyguland›¤› önemlidir. Cisme hangi yönde hareket kazandırmak istiyorsak, o yönde kuvvet uygularız. Bir futbolcu resimdeki topa hangi do¤rultuda vurursa gol olabilir?

Bovling oyununda amaç bütün lobutları devirmektir. Foto¤rafta oldu¤u gibi topun doğrultusunu iyi ayarlayabilirsek lobutların tamamını devirmeyi başarabiliriz.

Resimlerdeki toplar›n hangi yönde hareket edece¤i uygulanan kuvvetin yönüne ba¤l›d›r. Biz de cisimlere uygulanan kuvvetlerin yönlerini ve do¤rultular›n› gözlemleyece¤imiz bir etkinlik yapal›m.

5. Etkinlik

Araç-GereçlerAraç ve Gereç

♦ dinamometre

♦ birkaç tane kitap

♦ ip

Ayn› Do¤rultulu Z›t Yönlü KuvvetlerGözlemleyelim, ‹nceleyelim

Bunları Yapalım• Afla¤›daki resimde görüldü¤ü gibi bir kitab› kuvvet

uygulayarak itelim. Daha sonra birkaç kitab› üst üste koyarak itelim. Uygulad›¤›m›z bu kuvvetleri defterimize çizece¤imiz flekil üzerinde gösterelim. Bu çizimi yaparken neye dikkat etti¤imizi aç›klayal›m.

• Kitaplara ne kadar kuvvet uygulad›¤›m›z› bulmak için dinamometre ve ip kullanarak kitaplar› çekelim. Uygulad›¤›m›z kuvvetleri defterimize çizece¤imiz flekil üzerinde gösterelim.

13

39. s

68

Afla¤›daki sorular›n cevaplarını defterimize yazalım.

Kendimizi De¤erlendirelim

A

B

C

• Kitaplara afla¤›daki flekilde görüldü¤ü gibi kuvvet uygulayal›m.

Sonuca Varalım

• Etkinli¤imizin ilk iki basama¤›nda hangi durumda daha fazla kuvvet uygulad›k?• Etkinli¤imizin son basama¤›nda kitaplara uygulad›¤›m›z kuvvetlerin yönleri ve

do¤rultular› hakk›nda ne söyleyebiliriz?

Etkinli¤imizde oldu¤u gibi bir cisme etki eden kuvveti oklarla çizerek gösterebiliriz. Bu çizimlerde okun uzunlu¤u kuvvetin büyüklü¤ünü, okun yönü de kuvvetin yönünü gösterir. Kuvvetlerin büyüklü¤ünü ifade etmek için çizdi¤imiz oklar› ölçeklendirmemiz gerekebilir. Oklar› ölçeklendirmemiz kuvvetleri karfl›laflt›rmam›z› kolaylaflt›r›r. Afla¤›daki flekilde 1 cm’lik uzunluk 1 N’u gösterecek flekilde bir ölçek seçilerek 5 N’luk bir kuvvet gösterilmifltir. Kuvvetler gösterilirken, her zaman ölçekli çizim yapılmayabilir. Bu durumda çizilen kuvvetin ucuna kuvvetin büyüklüğü ve birimi yazıl›r.

1 N

5 N

14

39. s

Şekildeki dinamometrelerin için-deki çubuklar 10 eşit parçaya ayrılarak bölmelendirilmiştir. A’daki dinamometre en fazla 100 N’luk, B’deki dinamometre en fazla 150 N’luk ve C’deki dinamo-metre en fazla 200 N’luk kuvvet de¤erini ölçmektedir.

1. Dinamometrelerden okunan kuvvet de¤erlerini defterimize yazalım.

2. 10 N’luk kuvvet de¤erini ölçmek için hangi dinamometre daha uygundur? Nedenini açıklayalım.