1. Kuvvetin Ölçülmesi Konu Anlatımı ve Özet

Adım 1 / 3
 

Kuvvetin Ölçülmesi

Kuvvet Nedir?

  • Topa vurduğumuzda, salıncakta arkadışımızı sallarken, kitabı ve çantamızı kaldırırken/indirirken, yazarken vb. kuvvet uygularız.

  • Kuvvetin bir cisme temas edilerek ya da temas edilmeden uygulanabileceğini daha önceki senelerde öğrenmiştik. Kuvvetin itme ve çekme etkisinden başka, yön ve şekil değiştirme etkisi de vardır.

  • Duran bir cismi harekete geçirebilen, hareket hâlindeki bir cismi durdurabilen ve cisimlerin hızında, yönünde ve şeklinde değişiklik yapabilen, cisimleri döndürebilen etkiye kuvvet denir.

Kuvvetin Etkileri Nelerdir?

Bir cisme kuvvet uyguladığımızda cisim üzerinde yapabileceğimiz etkiler şunlardır;

  • Duran bir cismi harekete geçirebilir (Duran topu ayağımızla vurup hareket ettirdiğimizde).
  • Hareket halindeki bir cismi yavaşlatabilir (Durağa yaklaşan minibüsün fren yapması).
  • Hareket halindeki bir cismi hızlandırabilir (Salıncakta yavaş sallanan arkadışımızı daha hızlı sallamak gibi).
  • Hareket halindeki bir cismin yönünü değiştirebilir (Bize gelen topu arkadaşımıza pas atmamız gibi).
  • Hareket halindeki bir cismi durdurabilir (Bize atılan topu yakalamak gibi).
  • Cisimleri döndürebilir (Bir topacı döndürdüğümüzde).
  • Cisimlerin şekillerinde değişiklik yapabilir (Oyun hamuruyla oynarken, kâğıt katlarken).

Esnek Cisim Nedir?

  • Bazı cisimlerin üzerine kuvvet uyguladığımızda şekli değişir, bu kuvveti kaldırdığımızda ise eski şekline geri döner. Böyle cisimlere esnek cisim adı verilir.
  • Lastik, yay, sünger gibi cisimler esnek cisimlere örnektir. Ama oyun hamu bir esnek cisim değildir.

Kuvveti Ölçebilir miyiz?

  • Kuvvet ölçülebilir bir büyüklüktür.
  • Kuvvet ölçmek için dinamometre adı verilen alet kullanılır.
  • Dinamometreye kuvvet ölçer de denir.
  • Kuvvetin büyüklüğünün birimi ise “Newton” dur ve kısaca N ile gösterilir.

Dinamometrenin Yapısı Nasıldır?

  • Dinamometrenin yapısı genel olarak aşağıdaki gibidir;

  • Dinamometre, yapısında bulunan yayın esneklik özelliğine göre ölçeklendirilmiş bir ölçüm aracıdır.

Farklı Dinamometreler Var mıdır?

  • Farklı çeşitlerde dinamometrelerde vardır.
  • Günümüzde yaylı dinamometrelerin yanında dijital dinamometreler de kullanılmaktadır.
  • Günlük hayatta ağırlık ölçmek için kullanılan el kantarı da bir dinamometredir.

Aşağıda birbirinden farklı dinamometreler gösterilmektedir;

Dinamometre Kuvveti Nasıl Ölçer?

  • Dinamometrenin içinde sarmal yay (sarmal yay esnek bir cisimdir) vardır.
  • Uygulanan kuvvet yayın uzamasına (kuvvetin şekil değiştirici etkisi) sebep olur.
  • Kuvvet ne kadar fazla olursa yaydaki uzama da o kadar fazla olur.
  • Yaydaki uzama miktarına göre ölçüm yapılır.

  • Yukarıdaki görselde aynı yaya asılan ağırlık (ağırlık da bir kuvvettir) sayısı ile yaydaki uzama miktarının değişimi gösterilmiştir.
  • Yaya etki eden kuvvet arttıkça yaydaki uzama miktarı da artmaktadır.

Dinamometre Kuvveti Nasıl Ölçer?

  • Dinamometrelerde, ölçüm yapmak için eşit bölmelendirilmiş ölçüm çubuğu veya gösterge bulunur.
  • Bu göstergelerin her bir bölmesi belirli bir kuvvet değerini ölçer.
  • Ölçülen bu değer kuvvet birimi olan Newton (N) olarak ifade edilir.

  • Dinamometrelerde kullanılan esnek cisimlerin belli bir esneme sınırı vardır.
  • Bu sebeple farklı büyüklükteki kuvvetleri ölçmek için farklı dinamometreler üretilmiştir.
  • Dinamometrenin ölçüm aralığı içinde bulunan yayların esnekliğine bağlıdır.

Yayların Kalınlığının Etkisi

  • Aynı maddeden yapılmış biri ince diğeri kalın yaya aynı kuvvet uygulanırsa/ağırlık asılırsa yaylardaki uzama aşağıdaki görseldeki gibi olur;

  • Her iki yaya da 50N kuvvet uygulanmasına rağmen; ince yaydaki uzama miktarı kalın yaydakinden daha fazla olmuştur.

Hassas Ölçüm İçin Ne Yapılmalı?

  • Hassas ölçüm yapan dinamometrelerde ince ve esnekliği fazla yaylar kullanılır.
  • Kalın yaylı dinamometreler daha fazla kuvvet ölçebilirler ama hassas ölçüm yapamazlar.
  • Küçük kuvvetleri ince yaylarlar büyük kuvvetleri kalın yaylarla ölçmek gerekir.
  • Çok kalın bir yaya sahip dinamometreye çok küçük kuvvet uygularsak da bu kuvvetin büyüklüğünü ölçemeyebiliriz.
  • Çünkü kalın yayları esnetebilmek için uygulanması gereken kuvvetler daha büyüktür.

Yayın Cinsi Önemli mi?

  • Kalınlıkları aynı, farklı cins maddelerden yapılan yayların esneklikleri de farklıdır.
  • Bu yaylara aynı kuvvet uygulansa da uzama miktarları farklı olacaktır.
  • Yani; dinamometredeki uzama miktarının dinamometredeki yayın cinsine de bağlıdır. Aşağıdaki görseli inceleyelim;