Kuvvet ve Hareket

A)Kuvvetler

Temas Gerektiren Kuvvetler

Çevremizdeki nesneleri hareket ettirmek için itme ve çekme kuvveti uygularız. Perdeyi çekerek açarız. Arabanın kapısını iterek kapatırız.
Cisimlere temas ederek (dokunarak) itme ya da çekme uygularız. Bazen de hareket ettirmek istediğimiz cisimlere başka cisimleri temas ettirerek harekete geçiririz.

Temas gerektiren kuvvet uygulayarak;

• Duran cisimleri hareket ettirebiliriz. Kuvvetin etkisiyle sallanma, dönme, hızlanma, yavaşlama, yön değiştirme hareketleri meydana gelebilir.
• Hareket eden bir cismi durdurabiliriz.
• Vurma, bükme, sıkma, germe yoluyla cisimlerin şekillerini değiştirebiliriz.

Uyguladığımız kuvvet yeterli değilse:

1. Cismi hareket ettiremeyiz.
2. Hareket hâlindeki cismi durduramayız.
3. Cismin şeklini değiştiremeyiz.

Temas Gerektirmeyen Kuvvetler

Topu yukarı doğru atmak için temas gerektiren kuvvet uygularız. Topu yukarı doğru iteriz.
Top, temas gerektirmeyen bir kuvvetin etkisiyle yere düşer.Oluşan yağmur damlaları temas gerektirmeyen bir kuvvetin etkisiyle yeryüzüne düşer.

Bir mıknatısı toplu iğnelere yaklaştırdığımızda toplu iğneler mıknatısa doğru yönelerek ona yapışır.

Plastik bir tarağı yünlü bir kumaşa sürterek küçük kâğıt parçalarına yaklaştırdığımızda kağıtlar tarağa yapışır.

Mıknatıs toplu iğnelere, plastik tarak kâğıt parçalarına temas gerektirmeyen kuvvet uygulamıştır,

B)Mıknatısları Tanıyalım

Mıknatıslar Hangi Maddeleri Çeker?

Selin, odasının tabanında bulunan tahtaların arasındaki küçük boşluğa demir yüzüğünü düşürdü. Eliyle almaya çalıştı ancak başarılı olamadı. Bir çözüm yolu düşünürken aklına yüzüğü mıknatısla alabileceği geldi. O gün fen ve teknoloji dersinde mıknatısların demir, nikel, kobalt, çelik gibi maddeleri çektiğini deney yaparak öğrenmişlerdi.

Selin, bir mıknatısı boşluğa yaklaştırdığında yüzüğün mıknatısa yapışarak dışarı çıktığını gördü.
Selin’in yüzüğü altın ya da gümüş olsaydı mıknatıs tarafından çekilemezdi. Mıknatıs yalnızca demir, nikel, çelik, kobalt gibi maddeleri çeker.

Mıknatısların Yapısı ve Özellikleri

En yaygın kullanılan mıknatıslar:

Halka mıknatıs,

çubuk mıknatıs ,

u mıknatıs,

yuvarlak mıknatıs

  Mıknatıslar demir, nikel gibi maddelere kuvvet uygulayarak çekmenin yanında birbirlerine de kuvvet uygular. Şekildeki mıknatıslar yaklaştırdıklarında birbirlerini çekiyorlar.

  Mıknatıslarda iki kutup bulunur. Bunlardan biri kuzey (N) diğeri ise güney (S)'dir. Mıknatısların farklı (zıt) kutupları yukarıdaki şekilde gösterildiği gibi birbirini çeker. Aynı kutuplar ise birbirini iter.

  Bir mıknatıs kırıldığında oluşan parçalar mıknatısın tüm özelliklerini taşır. Her bir parça demir, nikel, kobalt gibi maddeleri çeker. Bu parçaları birbirine yaklaştırdığımızda aralarında itme ve çekme olur. Parçalardaki zıt kutuplar birbirini çeker, aynı kutuplar birbirini iter.

   Mıknatıslar küçük parçalara ayrıldığında her bir parçası yine mıknatıstır. Parçalansa da mıknatısların N ve S kutupları yok olmaz. Bu nedenle birbirlerini iter ya da çekerler.

Mıknatıslanma

Metal bir cismi mıknatısa aynı yönde sürttüğümüzde cisim mıknatıslanır. O cisim de mıknatısın çektiği maddeleri çeker.

Metal kaşığı mıknatısla aynı yönde sürtelim. Sonra kaşığı toplu iğnelere yaklaştıralım. Kaşığın toplu iğneleri çektiğini görürüz.

Mıknatıs Nerelerde Kullanılır?

• Hurdalıklarda büyük metal cisimleri kaldırmak için kullanılır.

• Geri dönüşümü sağlanmak üzere toplanan kâğıtlar arasındaki metal parçalarını ayırmak için kullanılır.

• Buzdolabı kapaklarında kullanılan mıknatıslar kapakların kapanmasını sağlar.

• Bazı dolapların kapaklarında kullanılır. Kapaktaki demir parçası mıknatıs tarafından çekilir, kapak kapanır.

• Çantaların kapaklarında da kolay kapansın diye mıknatıs kullanılır.

Fabrika bacalarından çıkan dumanlarda bulunan küçük metal parçaları mıknatıslarla tutulur. Böylece çevreye zarar vermesi önlenir.

Not: Mıknatıslar, elektronik eşyalara zarar verebilir. Bu nedenle mıknatısları ve içinde mıknatıs bulunan nesneleri televizyon, bilgisayar, radyo, cep telefonu, disket, CD, banka kartlarından uzak tutmalıyız.

 C)Sürtünme Kuvveti

Düz bir zeminde yuvarladığımız top, bir süre sonra durur. Topun yuvarlandığı zeminde onun hareketini yavaşlatan ve durmasına neden olan bir kuvvet vardır. Bu kuvvete sürtünme kuvveti denir.

Sürtünme kuvveti;

• Temas gerektiren bir kuvvettir,

• Cisimlerin hareketini zorlaştırır,

• Hareket eden cismi yavaşlatır ve durdurur,

• Duran bir cismin hareket etmesini engeller.

  Bir cismi hareket ettirebilmek için sürtünme kuvvetini yenmeliyiz. Yani sürtünme kuvvetine eşit ya da daha büyük kuvvet uygulamamız gerekir. Şekildeki adamın keresteleri hareket ettirebilmesi için sürtünme kuvvetini yenebilecek bir kuvvet uygulaması gerekir.

Tekerlek, sürtünme kuvvetini azaltır. Bu nedenle tekerlekli cisimler daha kolay hareket eder.

  Cisimlerin özelliği kadar zeminin özelliği de hareketi kolaylaştırabilir ya da zorlaştırabilir. Arabalar taşlık yollarda daha zor hareket ederken asfalt yolda daha kolay hareket eder.

  Tahta ve halı üzerinde de sürtünme kuvveti fazla olduğu için cisimler zor hareket ettirilir.

  Pürüzsüz yüzeylerde sürtünme kuvveti daha azdır.

  Normal yüzeylerde yürürken düşmemizi engelleyen sürtünme kuvveti buzda az olduğu için kayıp düşebiliriz. Bu nedenle kışın lastik tabanlı ayakkabılar giyeriz.

Karlı ve buzlu yollarda arabaların kaymasını önlemek, sürtünme kuvvetini artırmak için tekerleklere zincir takılır.

Su da sürtünme kuvvetini azaltır. Islak zeminler ve ıslak çimenler bu nedenle kaygan olur.

İnsanlar buzda ya da karda daha hızlı hareket edebilmek için paten ve kayak kullanırlar.

Hava Direnci

  Bir kâğıt mendil ile mendil paketini yukarıdan aynı anda bıraktığımızda paket yere daha erken düşer. Kâğıt mendil havadaki sürtünmenin etkisiyle yere daha geç düşer. Havadaki sürtünme kuvveti pakete de etki etmektedir. Ancak havadaki sürtünme kâğıt mendili paketten daha çok etkiler.

  Havadaki sürtünmeye hava direnci denir.

Bir cismin hızı arttıkça hava direnci de artar.

  Bisikletle ne kadar hızlı gidersek yüzümüzde hava direncini o kadar çok hissederiz. Hızlı giden bir otomobil bisiklete göre, bir jet uçağı da otomobile göre daha çok hava direnciyle karşılaşır.

  Otomobil ve uçaklar hava direncini azaltacak şekilde tasarlanır. Ön tarafı ve tavanı yüksek bir araba hava direncinden daha çok etkilenir. Şekildeki spor arabalar hava direncini azaltacak şekilde tasarlanmıştır.

  Paraşütler kâğıt mendil gibi hava direncinden çok etkilenir. Bu nedenle yere yavaş yavaş iner. Böylece insanların yere hızlı düşerek yaralanmaları önlenmiş olur. Bazı jet uçaklarında kısa pistlere inerken durmalarını kolaylaştırmak için paraşüt kullanılır.

  Kuşların vücut yapıları havada daha rahat hareket etmelerini sağlar. Kuşlar bu yapıları sayesinde hava direncinden fazla etkilenmezler.

Su Direnci

  Hava gibi su da cisimlerin hareketini yavaşlatır. Yüzerken su direncini hissederiz. Suda hareket eden varlıklar su direncinden etkilenir.

 Vücut şekilleri ve üzerlerindeki kaygan pullar balıkların su direncinden az etkilenmelerini sağlayarak sudaki hareketlerini kolaylaştırır. Su direnci olmasaydı balıklar suda yüzemezdi.

  Deniz taşıtları, su direncinden daha az etkilenecek şekilde tasarlanmıştır.

  Su direnci de temas gerektiren kuvvettir. Bir cismin sudaki hızı arttıkça su direnci de artar.

 
Hangisinin Direnci Daha Fazladır?

İki metal parayı biri boş, diğeri su dolu iki şişeye aynı anda attığımızda boş şişeye atılan para şişenin dibine daha çabuk ulaşır. Çünkü su direnci hava direncinden daha fazladır.

Sürtünme Kuvvetinin Etkileri

* Günlük hayatımızda gerçekleştirdiğimiz birçok olay sürtünme kuvvetinin etkisiyle olmaktadır. Cisimleri tutma, yürüme, yazı yazma, bir yeri silme, bir cismi durdurma hareketlerini sürtünme kuvvetinin etkisiyle gerçekleştiririz.

* Sürtünme kuvveti arttığında hareket etmemiz zorlaşır. Bu durumda hareketli cisimleri durdurmak kolaylaşır.

*Sürtünme kuvveti azaldığında hareket kolaylaşır ancak cisimleri durdurmak zorlaşır.

*Kumsalda bisiklet sürmek zordur ancak durdurmak kolaydır. Kaygan bir zeminde bisikleti durdurmak zordur.

* İnsanlar sürtünme kuvvetini azaltmak için yıllardır tekerlekli cisimler kullanmaktadır.

* Araba motorlarındaki parçalar hareket ederken birbirine sürtünür. Bu sürtünmenin etkisiyle parçaların yıpranmasını önlemek, motorun ömrünü uzatmak için yağ kullanılır. Yağlanan parçalar arasındaki sürtünme kuvveti azalır. Yağlama işi birçok makinede kullanılır.

* Hava direnci yağmurun düşme hızını azaltır. Hava direnci atmosfere giren meteorların yeryüzüne zarar vermesini de önler.