AĞIRLIK BİR KUVVETTİR

1. Niçin Her Şey Yere Düşer

Yukarı doğru attığımız top şekil I’deki gibi önce yavaşlayıp durur ve tekrar aşağı yönde hızlanır. Eğik düzlemin üzerine bırakılan oyuncak araba aşağı yönde harekete geçer.

Ağaçta olgunlaşan meyveyi dalından koparan kuvvet aynı meyveyi yere doğru çeker. Yağmur damlaları yerin merkezine doğru çekilir ve damla şemsiyeye düşer. Şemsiyenin eğik kısmında aynı kuvvet damlayı aşağı doğru iter ve damla şemsiyenin kenarından tekrar yere düşer.

Dünya ve etkisi altındaki cisimler arasındaki bu çekim kuvvetine yer çekimi kuvveti denir. Yukarıda görüldüğü gibi cisimlere etki eden yer çekimi kuvvetinin yönü her zaman Dünya’nın merkezine doğrudur.

Yukarıda görüldüğü gibi kütlesi çok büyük olan 1 . mıknatıs ile kütlesi küçük olan 2 . mıknatıs birbirine çekme kuvveti uygularlar. Mıknatıslar serbest bırakılınca kütlesi küçük olan 2 . mıknatıs 1 . mıknatısa doğru harekete geçer.

Benzeri şekilde Dünya üzerinde bulunan cisimlerin kütleleri Dünya’dan küçük olduğundan Dünya cisimlere doğru değilde cisimler Dünya’ya doğru hareket ederler. Yer çekimi kuvveti diğer kuvvetler gibi dinamometre ile ölçülebilir. Kütlelere etki eden yer çekimi kuvveti |ağırlık olarakta adlandırılır. Tüm kuvvetler gibi yer çekimi kuvvetide (ağırlık) dinamometre ile ölçülebilir. Kuvvetin birimi newton olduğundan bir çeşit çekim kuvveti olan ağırlığın birimi de newtondur.

Şekilde gördüğünüz kutunun ağırlığı 20 N’dur. Yer çekimi kuvveti

• Yönü Dünya’nın merkezine doğrudur.
• Temas gerektirmeyen kuvvettir.

• Belirli bir yükseklikten bırakılan cisme etki eden yer çekimi kuvveti dengelenmemiş kuvvettir.
• Dinamometre ile ölçülebilir.
• Ağırlık olarak adlandırılabilir.

2. Kütle mi, Ağırlık mı?

Dünya, Güneş ve Ay’ın büyüklükleri arası ilişki Güneş > Dünya > Ay şeklindedir.

Demir bir küreyi Dünya’da ölçtüğümüzde kütlesi 15 kg, ağırlığı 147 N oluyor. Aynı demir küreyi Ay’a götürdüğümüzde ise kütlesi 15 kg ağırlığı ise 245 N geliyor. Görüldüğü gibi kürenin Dünya’da da, Ay da da kütlesi aynı iken (15 kg), Dünyadaki ağırlığı (çekim kuvveti) Ay’daki ağırlığının 6 katıdır. Dünya’nın kütlesi Ay’ın kütlesinden büyük olduğundan aynı cismin Dünya’daki ağırlığı Ay’daki ağırlığından büyüktür.

NOT: Kütlesi büyük olan gezegenler cisimlere daha fazla çekim kuvveti uygularlar.

Kütlesi büyük olan cisme aynı gezegen de daha büyük kuvvet etki eder.

Kütle eşit kollu terazi ile ölçülürken ağırlık dinamometre ile ölçülür.

Yukarıdaki tabloda gezegenlerdeki cisimlerin kütleleri ile o gezegenlerdeki ağırlık değerleri verilmiştir.

ÖRNEK SORU:

Yukarıda bilgi tabelaları asılarak oluşturulmuş Doğru Bilgiler Panosu vardır.

Öğretmen panoda hatalı bir tabela olduğunu söylediğine göre, hangi numaralı tabela çıkartlırsa pano hatasız hale gelir?

A) 1 B) 2 C) 3 D) 4

ÇÖZÜM Yer çekimi kuvveti temas gerektirmeyen bir kuvvettir. Buna göre, 2 numaralı tabeladaki bilgi hatalı, diğer tabelalardaki bilgiler hatasızdır. Yanıt B

Yukarıda üzerinde bilgiler yazılı vagonlar vardır.

Öğretmen Mert’den Ağırlık Treni yapmasını istiyor.

Mert’in hazırlayacağı tren ağırlıkla ilgili doğru bilgiler içerdiğine göre, tren aşağıdakilerden hangisi olabilir?

ÇÖZÜM: Ağırlık bir kuvvet olup yönü Dünya’nınmerkezine doğrudur. 1 . vagon doğru.Ağırlık gezegenin kütlesi arttıkça artar.2 . vagon yanlış Kütle arttıkça cismin ağırlığı da artar. 3. vagon doğru Ağırlık bir kuvvet olup dinamometre ile ölçülür. 4. vagon yanlış Buna göre, tren şekildeki gibi olmalıdır.

ÖRNEK SORU:

I. Dünya üzerindeki tüm cisimlere kuvvet uygular.

II. Cismin kütlesi arttıkça Dünya’nın cisme uyguladığı kuvvet artar.

Yukarıda verilen ifadeler ile ilgili yapı lan aşağıdaki yorumlardan hangisi hatasızdır?

A) Yalnız I doğru B) Yalnız II doğru C) İkisi de doğru D) İkisi de yanlış

ÇÖZÜM: Dünya ile üzerindeki cisimler birbirine çekim kuvveti uygular ve cisimlerin kütleleri arttıkça bu kuvvetin büyüklüğü artar. I. ve II. bilgi doğrudur. Yanıt C

ÖRNEK SORU:

Yukarıda bir bulmacanın çözümü görülmektedir. Buna göre,

Hangi öğrencinin verdiği ipucunun çözümü bulmacada yoktur?

A) Nur B) Ece C) Can D) Mert

ÇÖZÜM: İki ya da daha fazla kuvvetin yaptığı etkiyi tek başına yapan kuvvete net kuvvet ya da bileşke kuvvet denir. Ece’nin verdiği ipucunun çözümü bulmacada yoktur. Yanıt A

ÖRNEK SORU:

Yukarıda şematik gösterimi verilen olayda futbol topu serbest bırakılıyor.

Buna göre, futbol topu ile ilgili;

I. 1 yönünde harekete geçer.

II. 2 yönünde harekete geçer.

III. Dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir.

ifadelerden hangileri doğrudur?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve III D) II ve III

ÇÖZÜM: Dünya üzerinde bulunan cisimlere yer çekimi kuvveti uygular ve kuvvetin etkisiyle Dünya’nın merkezine doğru hareket ederler. (1 yönünde) I. ifade doğru, II. ifade yanlış. Futbol topu Dünya’nın merkezine doğru süratlenerek hareket ettiğinden dengelenmemiş kuvvetin etkisindedir. III. ifade doğru Yanıt C

ÖRNEK

SORU:

Krokideki kişiler gidecekleri yere, verilen yolu takip ederek varmak zorundadırlar. Hatice okuldan markete 4 dakikada, Tarık marketten kütüphaneye 1 dakikada, Burçin evden kütüphaneye 2 dakikada varmaktadır.

Buna göre, bu kişilerin süratlerinin sıralanışı aşağıdakilerin hangisinde doğru olarak verilmiştir?

A) Burçin > Hatice >Tarık

B) Burçin > Tarık > Hatice

C) Tarık > Burçin > Hatice

D) Tarık > Hatice > Burçin

2009 SBS

ÇÖZÜM:

Sürat alınan yolun geçen süreye bölümüne eşittir.

Sürat = Alınan yol/ Geçen süre Buna göre, Hatice, Tarık ve Burçin’in hızları

Hatice = 300/4 = 75 m/dak

Tarık = 200 = 200 m/dak

Burçin = 250/ 200 = 450 = 225 m/dak

Buna göre, Burçin > Tarık > Hatice’dir.

Yanıt B

ÖRNEK SORU: Sürtünmesiz yatay düzlemdeki K cismine aynı doğrultuda iki kuvvet uygulanıyor. Bu kuvvetlerden biri ve bileşke kuvvet şekildeki gibidir.

Buna göre, uygulanan ikinci kuvvetin yönü ve büyüklüğü hangi seçenekte doğru olarak verilmiştir?

ÇÖZÜM:

Bileşke kuvvet doğu yönündeyken kuvvetlerden biri batı yönündedir. Buna göre, ikinci kuvvet doğu yönünde ve büyüklüğü 1 . kuvvetten büyük olmalıdır.

Kuvvetler zıt yönlü olduğu göre bileşke kuvvet kuvvetlerin farkına eşittir.

Buna göre, ikinci kuvvet doğu yönünde (bileşke kuvvet ile aynı yönde)

Bileşke kuvvet = 2.kuvvet – l.kuvvet

2 = 2. kuvvet – 4

2. kuvvet = 6N olur.

Yanıt D

ÖRNEK SORU:

Ali’nin yatay yolda 5 N’luk kuvvetle çektiği vagon sabit süratle ilerleyebilmektedir.

Vagon aynı yolda durmaktayken Uğur ve Kemal tarafından aynı anda şekildeki gibi çekiliyor.

Vagonun bundan sonraki hareketi için aşağıdakilerden hangisi doğru olur?
A) Hareket etmez.
B) Kemal’in çektiği yönde hızlanır.
C) Uğur’un çektiği yönde hızlanır.
D) Uğur’un çektiği yönde sabit süratle
hareket eder.
2009 SBS

ÇÖZÜM

Ali vagonu 5N kuvvetle çektiğinde vagon sabit süratle hareket ettiğine göre vagon dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir.

Buna göre, vagona etki eden sürtünme kuvvete eşit büyüklükte (5N) ve zıt yöndedir.

Uğur ve Kemal’in uyguladıkları kuvvetler zıt yönlü ve Uğur’un uyguladığı kuvvet Kemal’in uyguladığı kuvvetten büyüktür.

Sürtünme kuvveti hareket halindeki cismi durduracak biçimde (hareket yönüne zıt) duran cismi ise harekete geçmesini engelleyecek yönde (diğer kuvvetlerin bileşkesine zıt yönde) etki eder.
10N > 3N olduğundan sürtünme kuvveti 3N ile aynı yönde 5N olarak vagona etki eder.
Buna göre, vagona etki eden bileşke kuvvet
Bileşke kuvvet = Kemal – (Uğur + Sürtünme)
Bileşke kuvvet = 10 – (3 + 5)
Bileşke kuvvet = 10 – 8
Bileşke kuvvet = 2N’dur.
Duran cisimler bileşke kuvvetin yönünde harekete geçtiğinden vagon uğurun çektiği yönde hızlanan hareket yapar.
Yanıt C

ÖRNEK SORU

Emel, şekildeki 75 m’lik yolu izleyerek 15 saniyede K noktasından L noktasına sabit süratle geliyor.
Buna göre, Emel’in sürati kaç m/s’dir?
A) 3

B) 5

C) 8

D) 10
2008 SBS

ÇÖZÜM:

Sürat birim zamanda alınan yola denir.

Yani,
Sürat. =Alınan Yol/Geçen Süre ‘dir.

Sürat. =Alınan Yol/Geçen Süre= 7755 = 5 m/s’dir.
Yanıt B