DENGELENMİŞ VE DENGELENMEMİŞ KUVVETLER

Kuvvetleri gösterelim

Yatay zeminde duran sandığı Can ve Işıl şekil I – a ve şekil I – b'deki gibi ittiklerinde sandık hareket etmemektedir. Can ve Işıl şekil I – c'deki gibi birlikte şekil I – a ve şekil I – b'deki kuvvetlerle itince sandığı A noktasından B noktasına 5 saniyede getiriyorlar. Can ve Işıl'ın abisi Berk sandığı şekil V – d'deki gibi tek başına iterek A noktasından B noktasına 5 saniyede getiriyor. Yukarıda Can, Işıl ve Berk'in sandığa uyguladıkları etkiye kuvvet denir. Kuvvetin buradaki etkisi cismi harekete geçirmedir. Kuvvet ok ile temsil edilir. Okun uzunluğu uygulanan kuvvetin büyüklüğünü, okun uç kısmı (sivri ucu) kuvvetin yönünü gösterir.

Can, Işıl ve Berk'in uyguladıkları kuvvetleri şekil I – e'deki gibi gösterirsek Berk'in uyguladığı kuvvet, Can ve Işıl'ın uyguladıkları kuvvetlerin toplamı kadardır. İki ya da daha fazla kuvvetin yaptığı etkiyi tek başına yapan etkiye bileşke kuvvet ya da net kuvvet denir. Buna göre, Berk'in uyguladığı kuvvet bileşke kuvvettir.

Sürtünmenin önemsiz olduğu durumda Işıl ve Berk masaya Şekil II – a'daki gibi
zıt yönlerde kuvvet uygularlarsa masa bileşke kuvvet (net kuvvet) yönünde harekete
geçer.

Işıl masaya 50 N, Berk 80 N'luk kuvvetler uyguladığında, bileşke kuvvet iki kuvvet zıt yönlü olduğundan, 80 – 50 = 30N olur.

Buna göre, masa 1 yönünde harekete geçer.

NOT:

Durgun bir cisme birden fazla kuvvet etki ederse cisim net kuvvet (bileşke kuvvet) yönünde hareket eder.

2. Dengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler

Bir cisme etki eden net kuvvet sıfır ise bu cisim dengede olup etki eden bu kuvvetlere dengelenmiş kuvvetler denir.

Şekil I – a'daCan ve Umut'un masaya uyguladıkları kuvvetlerin büyüklükleri eşit (50 N) ve yönleri zıt olduğundan masa dengede kalır. (duruyorsa durur, süratli ise sabit süratle yoluna devam eder.) Can ve Umut'un uyguladığı kuvvetlere dengelenmiş kuvvetler denir.

Şekil I – b'de olduğu gibi kuvvetlerin bileşkesi 50 – 50 = 0'dır.

Bir cisme etki eden net kuvvet (bileşke  kuvvet) sıfırdan farklı ise cisim dengede Ş değildir denir ve etki eden bu kuvvetlere | de dengelenmemiş kuvvetler denir.

Şekil II – a'da olduğu gibi aynı yönde kuvvet uygulandığından net kuvvet sıfırdan farklıdır.

L cismi serbest bırakılınca arabaya yalnız 1 yönünde kuvvet etki ettiğinden araba dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir. Araba şekil IV – b'deki gibi önce harekete geçer arkasından hızlanma hareketi yapar.

L cismi desteğe çarptıktan sonra arabaya etki eden net kuvvet sıfır olduğundan araba dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir. Araba şekil IV -c'deki gibi sabit süratli hareket yapar.

K cismi destekten kurtulduktan sonra arabaya 2 yönünde kuvvet etki ettiğinden araba dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir. Araba şekil IV – d'deki gibi önce yavaşlayıp durur ve sonrada 2 yönünde tekrar harekete geçer.

NOT:

Cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde ise durmaya devam eder ya da sabit süratle yoluna devam eder. (sabit süratli hareket yapar.)

Cisim dengelenmemiş kuvvetlerin etkisinde duruyorsa harekete geçer; hareketli ise ya hızlanır ya yavaşlar ya da yavaşlayıp durur.

Halat çekme yarışında ipe etki eden net kuvvet sıfır ise yarışmacılar hareketsiz kalırlarken, net kuvvet sıfırdan farklı ise net kuvvetin yönünde yarışmacılar hareket eder.

3. Dengelenmemiş Kuvvetler Dengelenebilir

Sürtünmenin önemsiz olduğu sistemde Can kutuya 30 N, Mert 10 N uyguladığından
kutu şekil I – a'daki gibi dengelenmemiş kuvvetlerin etkisinde ok yönünde
harekete geçer.
Mert'in yanına Efe geçip o da kutuya 20 N'luk kuvvet uygularsa, kutuya etki
eden net kuvvet sıfır olduğundan kutu şekil II – a'daki gibi dengelenmiş kuvvetin
etkisinde ya durmaya devam eder ya da sabit süratle hareketine devam eder.

Cisme net kuvvete eşit büyüklükte ve zıt yönde bir kuvvet uygularsak cisim dengelenmiş
kuvvetin etkisinde kalır.
NOT:
Dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindeki cisimlere net kuvvetin büyüklüğüne eşit büyüklükte ve net kuvvetle zıt yönde kuvvet uygularsak cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde olur. (Yeni net kuvvet sıfır olur.)

Yukarıdaki arabada motorun verdiği itme kuvveti yerin sürtünme kuvvetinden
büyük ise araba harekete geçer. Hareketli araba frene basıldığında tekerlekteki
disklere balatanın temas etmesiyle sürtünme kuvveti oluşturarak
yavaşlatılır ya da durdurulur.

NOT:

Durgun cisimler dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir.
ÖRNEK SORU

Yukarıdaki tablolarda bilgiler verilmiştir.
Buna göre, oluşturulacak ve kesinlikle yanlış bilgilerin bulunduğu tabloları
içeren Yanlış Bilgiler Panosu aşağıdakilerden hangisi gibi olur?

ÇÖZÜM:

İki kuvvet aynı yönlü ise net kuvvet toplamlarına eşittir. 1. doğru. Zıt yönlü kuvvetlerin
büyüklükleri eşit ise bileşke kuvvet sıfır, büyüklükleri farklı ise bileşke
kuvvetten farklıdır. 2 . kesin birşey söylenemez.

Cisme ya da sisteme yalnız iki değil sonsuz kuvvette etki etse bileşke kuvvet
vardır. 3. yanlış. Kuvvetin büyüklüğü kadar yönüde önemlidir. 4. yanlıştır.

Buna göre, oluşturulacak pano şekildek igibi olur.

Yanıt D

ÖRNEK SORU:

Yukarıda üzerlerinde özellikler yazılı balonlar verilmiştir.

Buna göre, oluşturulacak “Kuvvete Ait Özellikler Sepeti” aşağıdakilerden
hangisi gibi olursa hata yapılmamş olur?

ÇÖZÜM
Büyüklük, yön ve doğrultu kuvvete ait özelliklerdir.
Buna göre, oluşturulacak sepet aşağıdaki gibidir.

ÖRNEK SORU:
İki ya da daha fazla kuvvetin yaptığı etkiyi tek başına yapan kuvvete …………
kuvvet denir.
Yukarıda verilen ifadede boş bırak>ı
lan yere aşağıdaki kelimelerden hangisi
gelirse ifade hatasız olur?
A) Net
C) Çekme
B) İtme
D) Dönme
ÇÖZÜM:
İfadenin hatasız olması için boşluklu yere “net” ya da “bileşke” kelimesi gelmelidir.
Yanıt A

Akın ve Mert aynı, Işıl ise onların her birinden daha şiddetli kuvvet ile ipi çekiyor.
Buna göre, sürtünmelerin önemsiz olduğu yukarıdaki sistemlerden hangilerinde masa dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde olabilir?
A) YalnızI

B) Yalnız II

C) I ve III

D) II ve III

ÇÖZÜM:

I. sistemde Akın ve Mert'in uyguladığı kuvvetlerin büyüklükleri eşit ve zıt yönlü
olduğundan net kuvvet sıfırdır. Buna göre,I. sistemde masa dengelenmiş kuvvetlerin
etkisindedir.

II. sistemde Akın ve Mert'in uyguladığı kuvvetler aynı yönlü olduğundan bileşke
kuvvet sıfırdan farklıdır. Buna göre, II. sistemde masa dengelenmemiş kuvvetlerin
etkisindedir. (Şekil II)

III. sistemde Işıl'ın uyguladığı kuvvet Mert ve Akın'ın uyguladığı kuvvetlerin
toplamına eşit ise masaya etki eden net kuvvet sıfırdır. Buna göre, III. sistemde
masa dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde olabilir. (Şekil III)
Yanıt C

ÖRNEK SORU:

Yukarıda Öykü ve Umut'un oyuncak arabaya uyguladıkları kuvvetler görülmektedir.
Buna göre, arabanın dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde olmas> için Ayça hangi yönde kaç N'luk itme kuvveti
uygulamalıdır?

A) 1 yönünde 20 N
B) 2 yönünde 20 N
C) 1 yönünde 40 N
D) 2 yönünde 40 N
ÇÖZÜM:

Öykü ile Umut zıt yönde kuvvet uyguladıklarından net kuvvet 30 – 10 = 20 N
Öykü'nün uyguladığı yöndedir.

Cismin dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde olması için cisme etki eden net kuvvet sıfır olmalıdır. Buna göre, Ayça; Öykü ile zıt yönde (1 yönünde) 20 N'luk
kuvvet uygulaması gerekir.

Yanıt A

Yukarıda kuvvet-hareket şeması verilmiş olup kavram ile ifade eşleştirilmesi yapılmıştır.
Buna göre, şemadaki hangi eşleştirme hatalı yapılmıştır?
A) 1

B) 2

C) 3

D) 4
ÇÖZÜM:
Kütlenin birimi kilogram yada gramdır. Newton kuvvetin birimidir. Buna göre, 3 numaralı eşleştirme hatalı yapılmıştır.
Yanıt C