KUVVET ve HAREKET

1. KUVVET ve HAREKET SARMAL YAYLAR VE ÖZELLİKLERİ • Sarmal yaylara kuvvet uygulandığında Sarmal yaylarında bu kuvvete eşit ve zıt yönlü kuvvet uyguladığı görülür. Bu kuvvete tepki kuvveti denir. Kuvvet artarsa tepki kuvveti de artar. FTEP FTEP FTEP F F F

2. Bir yaya gereğinden fazla kuvvet uygulandığında (sıkıştırılma veya gerilme) Sarmal yay esneklik özelliğini kaybeder. • Yaydaki uzama miktarı yaya uygulanılan kuvvete veya yaya asılan çismin ağırlığına bağlıdır . Yaya asılan çismin ağırlığı veya uygulanılan kuvvetin büyüklüğü arttıkça uzama miktarı artar. 20cm 30cm P P=10 N

3. Ağırlık ölçmeye yarayan aletlere DİNAMOMETRE denir. Dinamometreler yaylardan yararlanılarak yapılır. • Her ağırlık her dinamometre ile ölçülmez. Çünkü dinamometreye ölçebileceğinden fazla ağırlık asılırsa yayı özelliğini kaybeder ve bozulur. • Dinamometreye asılan ağırlık ile dinamometre yayının uzama miktarı doğru orantılıdır. Yani ağırlık arttıkça uzama miktarı artar. NOT : yaydaki uzama miktarı yayın cinsine , kalınlığına , uygulanılan kuvvete bağlıdır. ağırlık N 40 YANDAKİ ŞEKİLDE AĞIRLIK 10 N ARTTIĞINDA YAY 10 cm UZAR. 30 20 Yaydaki uzama miktarları hesaplanırken doğru orantıdan faydalanılır. 10 cm 10 20 30 40 Uzama mik.

4. ÖRN : Bir yaya 10 N luk bir cisim asıldığında yay 5 cm uzadığına göre yaya 50 N luk cisim asılsaydı yay kaç cm uzardı. ÇÖZÜM : Yay 10 N ‘luk cisim asıldığında 5 cm uzadığına göre Yay 50 N ‘luk cisim asıldığında kaç cm uzar ? (x) 5 cm x 50 N 250 cm X= = = 10 N 10 = 25 cm

5. Bir cismin değişmeyen madde miktarına kütle denir. Birimi gram (g) veya kilogram (kg ) dir. • Kütle miktarı her yerde aynıdır değişmez. • Bir cisme etki eden çekim kuvvetine ağırlık denir. Birimi nivton (N) veya dyne (dyn) dir. • Cismin bulunduğu yere göre değişir. ağırlık bir kuvvettir. • Ağırlık ile kütle doğru orantılıdır • Kütlesi 1 kg olan cismin ağırlığı 10 N dur.

6. İŞ:Bir kuvvetin etkisiyle cisim kuvvetle aynı yönde hareket ederse iş yapmış olur. W=F.X F:Kuvvet X:Alınan Yol W:İŞ F x

7. Uygulanan Kuvvetle cisim farklı yönlerde hareket ediyorsa iş yapılmış sayılmaz. -Balık tutan bir avcı oltasını yukarı doğru kaldırdığında, uyguladığı kuvvet hareket yönünde olduğundan avcı iş yapmış olur.

8. ENERJİ: Bir cismin iş yapabilme yeteneğine enerji denir.-Farklı enerji türleri vardır. - Potansiyel ve Kinetik enerji Nükleer enerji Rüzgar enerjisi Isı ve ışık enerjisi

9. Potansiyel Enerji: Cisimlerin bulundukları durum nedeni ile sahip oldukları enerjidir. m Ep=m.g.h m:Kütle (kg) g:Yerçekimi İvmesi (m/s²) h:Yükseklik (metre) h

10. Kinetik Enerji: Bir cismin hareket halinde olmasından dolayı sahip olduğu enerjiye kinetik enerji denir. m V Ek = ½mV² m:Kütle (kg) V:Hız (m/s) Ek: Kinetik Enerji (Joule)

11. Enerjinin Korunumu:Enerjinin yoktan var edilmesi ya da var olan enerjinin yok edilmesi mümkün değildir.Toplam enerji daima sabittir,korunur.Ancak bir enerji bir başka enerjiye dönüşebilir. Bir cismin kinetik enerjisi ile potansiyel enerjisinin toplamına o cismin mekanik enerjisi denir.Emekanik=Ep + Ek = mgh + ½mV²

12. İş ve Enerji birimleri aynıdır. • Soru: m=2kg lık bir cisim 20m yükseklikten serbest bırakılıyor.Yere çarptığında hızı ne olur?(g=10m/s² sürtünmeler önemsiz) m Eilk=Eson mgh=½mV² 2.10.20=½.2.V² 400=V² V=20 m/s h V=?

13. GÜÇ: Birim zamanda yapılan işe güç denir. P= W/t = F.x / t W: İş (joule) t: zaman (saniye) P:Güç (Watt)

14. BASİT MAKİNELER

15. Günlük yaşantımızda işlerimizi kolaylaştırmak için kullandığımız, bir yada iki parçadan oluşan araçlara BASİT MAKİNELER denir.

16. Basit Makinelerin Özellikleri • Basit makineler, kuvvetin doğrultusunu, yönünü yada büyüklüğünü değiştirmek için kullanılır.

17. Basit Makinelerin Özellikleri • Basit makinelerle kuvvetten ve yoldan kazanç sağlanabilir. Ancak hiçbir basit makine işten yada enerjiden kazanç sağlamaz.

18. Basit Makinelerin Özellikleri • Sürtünmeler ihmal edildiğinde, basit makinede yapılan iş, yükün kazandığı enerjiye eşittir. Kuvvetin yaptığı İŞ = Yükün kazandığı ENERJİ Kuvvet Yük Kuvvet Yük

19. Basit Makinelerin Özellikleri • Kuvvetten kazanç varsa aynı oranda yoldan kayıp olur. Resimdeki yükü zeminden 1 metre yükseltebilmek için kuvvetin uygulandığı ipin 4 metre çekilmesi gerekir.

20. Basit Makinelerin Özellikleri • Enerji kaybının önemsenmediği durumlarda basit makinelerin çalışma ilkesi; bağıntısı ile verilir. Kuvvetin yaptığı İŞ = Yükün yaptığı İŞ

21. KALDIRAÇLAR • Sabit bir destek etrafında hareket edebilen sağlam çubuklara KALDIRAÇdenir

22. Bana bir kaldıraç verin dünyayı yerinden oynatayım. Archimedes

23. Uygulanan kuvvetin destek noktasına uzaklığına Kuvvet Kolu denir. Yükün destek noktasına olan uzaklığına Yük Kolu denir. Yük Kuvvet Kuvvet Kolu YÜK Kolu Destek

25. Denge durumundaki bir kaldıraçta kuvvet il kuvvet kolu çarpımı (kuvvetin yaptığı iş), yük ile yük kolunun çarpımına (yükün yaptığı iş) eşittir. Buna kaldıraç bağıntısı denir. Kuvvet x Kuvvet Kolu = Yük x Yük Kolu • Bir kaldıraçta kuvvet kolu yük kolundan ne kadar büyük olursa, kaldırılabilecek yük de o kadar büyük olur.

26. Çalışma prensibi değişmemek kaydıyla iki tür kaldıraç vardır. KALDIRAÇLAR ÇİFT TARAFLI KALDIRAÇ TEK TARAFLI KALDIRAÇ

27. Destek noktası kuvvet ile yük arasında olan kaldıraç tipine çift taraflı kaldıraç denir.

28. TEK TARAFLI KALDIRAÇLAR • Desteğin uçların birinde olduğu kaldıraç tipidir. Kuvvet Yük Yük Kuvvet

29. Kaldıraçlarda (aslında bütün basit makinelerde) Kuvvet Kazancı yükün kuvvete oranı ile bulunur. Kuvvet Kazancı = Yük Kuvvet MAKARALAR • Sabit bir eksen etrafında dönebilen disk şeklindeki basit makinelere MAKARA denir.

30. Bir eksen etrafında serbestçe dönebilen, üzerinde ipin geçebileceği oluk bulunan, dönme ekseni bir yere sabitlenmiş, disk şeklindeki basit makineye SABİT MAKARA denir

31. SABİT MAKARALAR • Sabit makaralar çift taraflı kaldıraç gibi çalışır. • Sabit makara sadece kuvvetin yönünü ve doğrultusunu değiştirir. Kuvvetten kazanç sağlamaz. Tabii yoldan da kazanç sağlamaz. • Sürtünmeler ihmal edilirse uygulanan kuvvet kaldırılmaya çalışılan yüke eşittir. F YÜK KOLU KUVVET KOLU F F YÜK

32. Kuvvet x Kuvvet Kolu = Yük x Yük Kolu Kuvvet x Kuvvet Kolu = Yük x Yük Kolu Kuvvet = Yük r r YÜK KOLU KUVVET KOLU YÜK KUVVET

33. !!! UNUTMAYIN !!! Sabit makaralardaKuvvetYükeeşittir. KuvvettenyadaYoldankazanç sağlanmaz. Bunu deneyle görelim Yapılan deneyde makaranın ucuna asılan yüke eşit bir kuvvetle kaldırılabileceği dinamometreden okunacaktır. Örneğin 10 Newtonluk bir yük yine 10 Newtonluk kuvvetle çekilir.

34. HAREKETLİ MAKARA • Çevresinden geçen ip sayesinde, yüke bağlanmış olarak hareket eden makaralara HAREKETLİ MAKARA denir.

35. Hareketli makara, tek taraflı kaldıraç gibi çalışır. • Hareketli makarada kuvvetten kazanç vardır. Ancak aynı oranda yoldan kayıp vardır. • Sürtünmeler ihmal edilirse, hareketli makarada kuvvet yükün yarısına eşittir. (Yani yükün yarısı kadar bir kuvvetle yük kaldırılabilmektedir.) KUVVET KUVVET KOLU YÜK KOLU YÜK

36. KUVVET Kuvvet x Kuvvet Kolu = Yük x Yük Kolu KUVVET KOLU Kuvvet Kolu = 2 x Yük Kolu YÜK KOLU Kuvvet x 2 x Yük Kolu = Yük x Yük Kolu Kuvvet = Yük / 2 YÜK

37. !!! UNUTMAYIN !!! Hareketli makaralardaKuvvet Yükünyarısına eşittir. Kuvvetten kazanç sağlanır, ancak aynı oranda yoldan kayıp oluşur. Bunu deneyle görelim Yapılan deneyde makaranın ucuna asılan yükün yarısına eşit bir kuvvetle kaldırılabileceği dinamometreden okunacaktır. Örneğin 10 Newtonluk bir yükü 1 metre kaldırmak için 5 Newtonluk kuvvet uygulamak yeterli olurken ipi 2 metre çekmek gerekmektedir.

38. PALANGALAR • Sabit ve hareketli makaraların birlikte kullanıldığı sistemlere PALANGA denir.

39. EĞİK DÜZLEM • Bir ucu diğer ucundan daha yüksekte olan düzlemlere EĞİK DÜZLEM denir.

40. Eğik düzlem yolu uzatarak kuvvetten kazanç sağlayan basit bir makinedir. • Bir yük eğik düzlem üzerinde daha az kuvvet uygulanarak yükseğe çıkarılabilir. Eğik düzlemde kuvvetin yaptığı iş, yükün yaptığı işe eşittir. (Sürtünmeler ihmal) KUVVET X KUVVET KOLU = YÜK X YÜK KOLU KUVVET X EĞİK DÜZ.BOYU = YÜK X EĞİK DÜZ.YÜKSEKLİĞİ EĞİK DÜZLEMİN YÜKSEKLİĞİ (h) KUVVET EĞİK DÜZLEMİN BOYU (L) YÜK

41. Eğik düzlemin yüksekliği büyürse yükü çekmek için daha büyük kuvvet uygulanmalıdır. Deneyle görelim. • Bir eğik düzlemde kuvvet kazancı; Kuvvet Kazancı = YÜK / KUVVET Eğik Düzlemin Uzunluğu Kuvvet Kazancı= Eğik Düzlemin Yüksekliği İle bulunur.

42. ÇIKRIK • Yarıçapları birbirinden farklı, dönme eksenleri aynı, birbirine sabitlenmiş iki silindirden oluşan düzeneğe ÇIKRIK denir.

43. R= Büyük silindirin yarıçapı= KUVVET KOLU R r KUVVET YÜK r= Küçük silindirin yarıçapı= YÜK KOLU

44. KUVVET X KUVVET KOLU = YÜK X YÜK KOLU KUVVET X R = YÜK X r Her basit makinede olduğu gibi çıkrıkta da kuvvet kolunun (büyük silindirin yarıçapının büyük olması) kuvvet kazancının o kadar büyük olması anlamına gelir. • Bir çıkrıkta kuvvet kazancı; • Kuvvet Kazancı = YÜK / KUVVET Büyük Silindirin Yarıçapı Kuvvet Kazancı= Küçük Silindirin Yarıçapı İle bulunur.

45. DİŞLİ ÇARKLAR VE KASNAK • Sabit bir eksen etrafında dönebilen silindir şeklindeki yapılardan etrafında diş bulunanlara DİŞLİ , etrafında kayış geçmeye yarayan oluk bulunanlara ise KASNAK denir.

46. Hareket dişlilerde zincir ile kasnaklarda kayış ile iletilir. • Dişli ve Kasnağın çalışma ilkesi aynıdır. DİŞLİLERDE ZİNCİR İLE DİŞLİLERDE KAYIŞ İLE

47. Dişlilerin dönme eksenleri aynı ise dişlilerin dönme yönleri ve sayıları aynıdır r2 r1

48. Dişlilerin dönme eksenleri aynı değil ise dönme yönleri zıttır ve dönme sayıları farlıdır. Dönme Sayıları dişlinin yarıçapına veya dişli sayısına bağlıdır.

49. Kasnaklar farklı dönme eksenlerine sahip ve paralel bağlı ise dönme yönleri aynı, dönme sayıları farklıdır.

50. Kasnaklar farklı dönme eksenlerine sahip ve çapraz bağlı ise dönme yönleri ve dönme sayıları farklıdır. r2 r1