Kuvvet Nasıl Ölçülür?

Kuvvetin Ölçülmesi

Çanakkale Savaşı kahramanlarından Seyit Onbaşı, 275 kg’lık top mermisini tek başına namluya sürmeyi başarmıştır. Seyit Onbaşı’nın kendi tüfeğini taşırken uyguladığı kuvvet ile top mermisini taşırken uyguladığı kuvvetin büyüklüğü arasında sizce nasıl bir ilişki vardır?

Hareketsiz cisimleri harekete geçirebilen, hareketli cisimleri hızlandırabilen yavaşlatabilen veya durdurabilen, cisimlerin hareket yönlerini ve şekillerini değiştirebilen etkiye kuvvet denir. Topa vururken, bisiklet sürerken,musluğu açıp kapatırken,
eşyaların yerlerini değiştirirken, elektrik düğmesini açıp kapatırken kuvvet uygularız.

Bayrağımızı dalgalandıran, gemilerin suyun üzerinde kalmasını, mıknatısların bazı cisimleri çekmesini, havaya atılan bir cismin yere düşmesini sağlayan kuvvetler doğada var olan kuvvetlerdir.

Bazı cisimleri hareket ettirmek için büyük kuvvetlere ihtiyaç duyarız. Bir bebek arabasını itmek kolayken bir otomobili itmek zordur. Elektrik düğmesini açmak için uygulanan kuvvetle, bir çocuğu kaldırmak için uygulanan kuvvet aynı değildir.

BİRLİKTE YAPALIM

Lastikteki Değişimi Gözlemleyelim

Kalem
Paket lastiği
Cetvel
Karton bardak
İp
Madeni para (5 adet)
Makas

GEREKLİ MALZEMELER

3-4 kişilik gruplar oluşturalım.
Kurşun kalemi masanın bir ucuna şekildeki gibi bırakalım.
Bir kişi kalemi eliyle bastırarak tutacaktır.
Karton bardağa karşılıklı iki delik açalım. Açtığımız deliklerden ipi geçirelim.
Paket lastiğini ipe bağlayalım.
Bir ucuna bardağı bağladığımız paket lastiğinin diğer ucunu kaleme geçirelim.
Paket lastiğinin uzunluğunu tabloya kaydedelim.
Karton bardağın içine önce bir tane madeni para atarak lastikteki uzamayı ölçelim. Madeni para sayısını birer birer artırarak ölçümlerimizi tekrarlayalım. Ölçtüğümüz değerleri tabloya kaydedelim.
Tablodaki verilere göre madeni para sayısının lastiğin boyunda yaptığı değişimi grafikte gösterelim.
Madeni para sayısının artması lastiğin boyunda nasıl bir değişikliğe sebep oldu?
Bu etkinliği yaparken lastik yerine başka ne kullanılabilir?

Kuvvetin büyüklüğü, kuvvetin esnek cisimler üzerindeki etkilerinden faydalanarak ölçülebilir.
Kuvvetin etkisiyle şekil değiştiren ve kuvvetin etkisi ortadan kalktığında eski haline geri dönen cisimlere esnek cisimler denir. Yay, sünger, lastik gibi cisimler, esnek cisimlerdir.

DİNAMOMETRE

Kuvvet ölçen alet dinamometredir. Dinamometreye kuvvet ölçer de denir. Dinamometrenin içinde sarmal yay vardır. Uygulanan kuvvet yayın uzamasına sebep olur. Kuvvet ne kadar fazla olursa yaydaki uzama da o kadar fazla olur. Yaydaki uzama miktarına göre ölçüm yapılır. Dinamometrelerde, ölçüm yapmak için eşit bölmelendirilmiş ölçüm çubuğu veya gösterge bulunur. Bu göstergelerin her bir bölmesi belirli bir kuvvet değerini ölçer. Dinamometre ile ölçülen kuvvet değerinin birimi
Newton (Nivtın) olarak ifade edilir. Ingiliz bilim insanı Isaac Newton’ın (Ayzek Nivtın) bilime yaptığı katkılardan dolayı kuvvet birimine Newton denmiştir. Newton N harfi ile gösterilir.

Dinamometrelerde kullanılan esnek cisimlerin belli bir esneme sınırı vardır. Bu sebeple farklı büyüklükteki kuvvetleri ölçmek için farklı dinamometreler üretilmiştir. Dinamometrenin ölçüm aralığı içinde bulunan yayların esnekliğine bağlıdır. Hassas ölçüm yapan dinamometrelerde ince ve esnekliği fazla yaylar kullanılır. Dinamometrelerin üstünde ölçebilecekleri en büyük
kuvvet değerleri yazılır. Dinamometreye ölçebileceğinden daha fazla kuvvet uygulanırsa içindeki yayın esnekliği bozulur ve dinamometre kullanılamaz hale gelir. Dinamometrelerin ölçüm çubukları eşit bölmelendirilir. Dinamometrenin ölçebileceği en yüksek kuvvet değerini, ölçüm çubuğunun toplam bölme sayısına böldüğümüzde her bir bölmenin ölçtüğü kuvvet değerini hesaplamış oluruz.

Aşağıda farklı dinamometre resimleri görülmektedir.

BİLİMİN KAHRAMANLARI

ISAAC NEWTON (Ayzek Nivtın, 1642-1727)

İngiliz bilim insanı Isaac Newton (Ayzek Nivtın) matematik, fizik, kimya, biyoloji, astronomi gibi bilim dallarında sayısız
çalışma yapmıştır. Dünyadaki ve gökyüzündeki nesnelerin hareketini incelemiştir.Modern fiziğin en önemli yasalarından
hareket yasalarını ortaya koymuştur. Kütle, kuvvet gibi kavramları açıklamıştır. Yer çekimini bulmuştur. Yer çekimini bulması bir hikâye ile anlatılır: ”Newton bir gün bir ağacın altında kitap okurken başına bir elma düşer. Kopan elmanın neden her zaman yere doğru düştüğünü düşünür. Ve bu olay üzerinde düşünen Newton yerçekimi kanununu bulmuştur.” İlk yansıtmalı teleskobu icat ederek, Güneş sisteminin merkezinde güneşin bulunduğunu matematiksel olarak da ispatlamıştır. Işığın renklerine ayrılması ve gözün çalışması üzerine çalışmalar yapmıştır. Ses dalgalarını da yakından incelemiştir.

BIRLIKTE YAPALIM

Kendi Dinamometremizi Yapalım

Istediginiz malzemeleri kullanarak siz de bir dinamometre tasarlayınız.

Dinamometreniz için gerekli olan malzemeleri buraya yazınız.

Tasarladığınız dinamometrenin şeklini aşağıya çiziniz.

Tasarımınızı tamamladıktan sonra gerekli malzemeleri temin ederek tasarladığınız dinamometrenin modelini yapınız.

BIRLIKTE YAPALIM

Dinamometreyle Kuvvet Ölçelim

GEREKLI MALZEMELER

Dinamometre
Oyuncak kamyon
Çeşitli büyüklükte taşlar
Defter
Kitap
Kalemlik

NASIL YAPALIM?

3-4 kişilik gruplar oluşturalım. Dinamometrenin yapısını inceleyelim.
Oyuncak kamyonu çekmek için gereken kuvveti tahmin edelim. Tahminimizi tabloya kaydedelim.
Oyuncak kamyonu masanın üstünde dinamometreyle çekelim.
Dinamometredeki değeri okuyup tabloya not edelim.
Aynı işlemi kamyonun üzerine bir miktar taş koyduktan sonra tekrarlayalım. Tahminlerimizi ve ölçtüğümüz değerleri tabloya
not edelim.
Oyuncak kamyonun üzerine taş yerine sırasıyla defter, kitap, kalemlik gibi malzemeler koyarak aynı işlemi tekrarlayalım.
Tahminlerimizi ve dinamometre ile ölçtüğümüz değerleri tabloya not edelim.

Tahminlerimiz ile dinamometrede okuduğumuz değerler arasında nasıl bir ilişki vardır?

En fazla 100 N büyüklüğündeki kuvveti ölçebilen 10 bölmeli bir dinamometrede, 3 bölmelik uzamaya sebep olan kuvvet kaç Newton olur?

Bir Cevap Yaz.