Bileşke Kuvvet: Dengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler
FB.6.2.2. Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetlerin etkisi altındaki bir cismin hareketine yönelik deney yapabilme
- Bir cisme aynı doğrultuda etki eden kuvvetlerin yerine geçen tek kuvvete bileşke (net) kuvvet (R) denir; aynı yönlü kuvvetler toplanır, zıt yönlü kuvvetlerin farkı alınır.
- Bileşke kuvvet 0 N ise kuvvetler dengelenmiştir: duran cisim durmaya devam eder, hareket hâlindeki cisim ise aynı yönde ve aynı çabuklukla hareketini sürdürür.
- Bileşke kuvvet 0 N’dan farklıysa kuvvetler dengelenmemiştir: duran cisim bileşke kuvvet yönünde harekete geçer; hareketli cisim hızlanır, yavaşlar veya yön değiştirir.
- Deney düzeneğinde kuvvetler dinamometre ile ölçülür; kuvvetler arasındaki fark (bileşke kuvvet) bağımsız değişken, cismin hareket durumu ise bağımlı değişkendir.
Sol sütunda verilen günlük yaşam durumlarını sağ sütundaki kuvvet ve hareket özellikleriyle eşleştiriniz.
Cümlelerdeki boşlukları kutuda verilen uygun kavramlarla tamamlayınız.
- Aynı doğrultuda ve zıt yönde uygulanan iki kuvvetin büyüklükleri eşitse bileşke kuvvet sıfır olur.
- Paraşütü açıldıktan sonra yere doğru sabit çabuklukla inen paraşütçü dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir.
- Kuvvet deneyinde araştırmacının kendi isteğiyle değiştirdiği kuvvet farkına bağımsız değişken denir.
- Oyuncak arabanın iki ucuna bağlanan iplerdeki çekme kuvvetini ölçmek için dinamometre kullanılır.
Görseldeki dört farklı cisme yatay doğrultuda uygulanan kuvvet çiftlerinden hangisinde cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir?
- A1. Cisim: Batıya 8 N ve batıya 8 N (Aynı yönlü iki kuvvet)
- B2. Cisim: Doğuya 12 N ve batıya 12 N (Zıt yönlü eşit kuvvetler)
- C3. Cisim: Kuzeye 15 N ve güneye 9 N (Zıt yönlü farklı kuvvetler)
- D4. Cisim: Doğuya 10 N, doğuya 4 N ve batıya 6 N (Üç kuvvet)
Görseldeki sürtünmesiz yatay zeminde duran K kutusuna aynı anda üç kuvvet uygulanmaktadır. Bu kutunun hareket durumu ve bileşke kuvveti için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- ABileşke kuvvet doğu yönünde 6 N’dır; kutu doğuya doğru harekete geçer.
- BBileşke kuvvet batı yönünde 6 N’dır; kutu batıya doğru harekete geçer.
- CBileşke kuvvet 0 N’dır; kuvvetler dengelendiği için kutu hareketsiz kalır.
- DBileşke kuvvet doğu yönünde 30 N’dır; kutu doğuya doğru hızlanarak gider.
Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetlerle ilgili ifadelerden doğru olanların D, yanlış olanların Y kutusunu işaretleyiniz.
| D | Y | |
| Tavanda asılı duran avizeye yer çekimi ve ip gerilmesi etki eder; bu iki kuvvet birbirini dengelediği için avize düşmez. | ✓ | |
| Bileşke kuvveti sıfır olan bir cisme gerçekte hiçbir kuvvet etki etmemektedir. | ✓ | |
| Hareket hâlindeki bir cisme etki eden kuvvetler dengelenmişse cisim aniden durur. | ✓ | |
| Dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindeki bir arabaya uygulanan bileşke kuvvet büyüdükçe araba daha çabuk hızlanır. | ✓ | |
| Kalecinin eldivenine çarparak sahanın ortasına dönen futbol topu dengelenmemiş kuvvet etkisindedir. | ✓ |
Görseldeki deney düzeneğinde L kutusuna doğuya 14 N ve 6 N, batıya ise 11 N kuvvet uygulanmaktadır. L kutusunun harekete geçmemesi (dengelenmesi) için hangi yönde kaç N ek kuvvet uygulanmalıdır?
Görseldeki oyuncak araba deneyinde dört denemenin dinamometre ölçümleri verilmiştir. Bileşke kuvveti ve kuvvetlerin durumunu (Dengelenmiş / Dengelenmemiş) tabloya yazınız. İlk satır örnektir.
| Deneme ve Kuvvetler | Bileşke Kuvvet (R) | Kuvvet Durumu |
|---|---|---|
| 1. Batıya 4 N — Doğuya 4 N | 0 N | Dengelenmiş |
| 2. Batıya 3 N — Doğuya 8 N | Doğuya 5 N | Dengelenmemiş |
| 3. Batıya 9 N — Doğuya 9 N | 0 N | Dengelenmiş |
| 4. Batıya 10 N — Doğuya 4 N | Batıya 6 N | Dengelenmemiş |
Görseldeki dört farklı deney arabasını, üzerlerine etki eden bileşke kuvvetin büyüklüğüne göre küçükten büyüğe (1’den 4’e kadar) sıralayınız.
- 2R Arabası: Batıya 5 N ve doğuya 8 N kuvvet etkisinde (R = 3 N)
- 4T Arabası: Batıya 15 N ve doğuya 3 N kuvvet etkisinde (R = 12 N)
- 3S Arabası: Doğuya 4 N ve doğuya 3 N kuvvet etkisinde (R = 7 N)
- 1P Arabası: Batıya 6 N ve doğuya 6 N kuvvet etkisinde (R = 0 N)
Görseldeki makaralı deney düzeneğinde özdeş kütlelerden her biri 5 N çekme kuvveti oluşturmaktadır. Masanın üzerindeki arabanın hareketiyle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
- ASol kefede 10 N, sağ kefede 10 N kuvvet oluştuğu için deney arabası masada hareketsiz kalır.
- BBileşke kuvvet sol tarafa (batıya) 5 N olduğu için deney arabası batı yönünde hızlanarak ilerler.
- CSağ kefede 15 N, sol kefede 10 N kuvvet oluştuğu için araba doğuya 5 N bileşkeyle harekete geçer.
- Dİki kefeye asılan kütlelerin toplamı 25 N olduğu için araba olduğu yerde yukarı doğru yükselir.
İpuçlarındaki kavramları kutulara yazarak “birden fazla kuvvetin yaptığı etkiyi tek başına yapan net kuvvet” kavramını bulunuz.
Turuncu kutulardaki harfler yukarıdan aşağıya: BİLEŞKE
Görseldeki deney kaydında 1. denemede zıt yönlü 2 N ve 2 N, 2. denemede ise zıt yönlü 8 N ve 8 N uygulanmıştır. Kuvvetler 4 katına çıktığı hâlde arabanın iki denemede de hareket etmemesinin nedenini açıklayınız.
Görseldeki deney değişkenleri kartına göre “Bileşke kuvvetin büyüklüğü arttıkça duran arabanın 2 saniyede aldığı yol artar mı?” sorusunu araştıran bir grubun değişken eşleştirmelerinden hangisi yanlıştır?
- ABağımsız değişken: Dinamometrelerle uygulanan zıt yönlü kuvvetlerin büyüklük farkı (bileşke kuvvet)
- BBağımlı değişken: Oyuncak arabanın 2 saniye sonunda cetvel üzerinde aldığı yol miktarı
- CKontrol edilen değişken: Kullanılan oyuncak arabanın kütlesi, deney zemininin cinsi ve iplerin doğrultusu
- DKontrol edilen değişken: Her denemede arabanın ulaştığı son çabukluk ve dinamometrelerin gösterdiği fark