Kuvvetin Ölçülmesi ve Sürtünme Çalışma Yaprağı (5. Sınıf)

KUVVETİN ÖLÇÜLMESİ

Kuvvet; duran cisimleri hareket ettirebilen, hareket eden cisimleri durdurabilen, cisimlerin hareketini hızlandırabilen ya da yavaşlatabilen, cisimlerde şekil veya hareket yönünün değişmesine neden olabilen etkidir.

• Kuvvet, temas gerektiren kuvvet ve temas gerektirmeyen kuvvet olarak ikiye ayrılı
• Temas gerektiren kuvvet, Cisimlere temas ederek (dokunarak) itme ya da çekme uygulamaktır. Topa vurmak, masayı çekmek, hamura şekil vermek gibi.

• Temas gerektirmeyen kuvvet, cisme herhangi bir şekilde kuvvet uygulamak gerektirmediği durumlardır. Yerçekimi kuvveti, manyetik kuvvet, elektriksel kuvvet.

• Kuvvetin büyüklüğü, kuvvetin cisimler üzerindeki hareket ve şekil değişikliğinden yararlanılarak ölçülebilir.

Kuvvetin etkisi ile şekil değiştiren, kuvvet ortadan kalktığında tekrar eski hâlini alan cisimlere esnek cisim denir. Lastik, yay ve sünger esnek cisimlere örnektir.

• Kuvvetin büyüklüğü, kuvvetin esnek cisimler üzerindeki geçici şekil değişikliği etkisinden yararlanılarak ölçülür.
• Kuvvetin büyüklüğünü ölçmek için kullanılan aletlere dinamometre adı verilir.

Dinamometreler, yayların esneklik özelliğinden yararlanılarak yapılmıştır.

Dinamometrelerin içinde yay bulunur. Dinamometreye bir cisim astığınızda yayın boyu uzar ve astığınız cisme uygulanan kuvveti ölçmüş olursunuz.

Cisme uygulanan kuvvet ne kadar büyük olursa dinamometredeki yayın uzaması da o kadar fazla olur.

Kuvvetin birimi, İngiliz bilim insanı Isaac Newton’un bilime yaptığı katkılardan dolayı “Newton” olarak adlandırılmıştır. Newton birimi, kısaca “N” harfi ile gösterilir.

DİKKAT!

Uygulanan kuvvet ne kadar büyük olursa dinamometredeki yayın uzama miktarı da o kadar büyük olur.

Dinamometrenin ölçebileceği en büyük kuvvet değeri; kullanılan sarmal yayın cinsine, kalınlığına ve boyuna bağlıdır. Bu değer, dinamometrelerin gösterge kısmında belirtilir.

Bir dinamometre ile dinamometrenin en fazla ölçebileceği kuvvetten daha büyük bir kuvveti ölçmeye çalışırsak yayın esneklik özelliği bozulur ve yay eski hâline dönemez.

Daha büyük kuvvetleri ölçmek için içerisinde kalın yaylar bulunan dinamometreler kullanılır. İnce yaylar kullanılan dinamometreler ile küçük kuvvetler ölçülür. İnce yaylı dinamometreler daha hassas ölçüm yapar.

Sürtünme Kuvveti

Cisimle yüzey arasında oluşan ve cismin hareketini zorlaştıran ya da engelleyen kuvvete sürtünme kuvveti denir.

Sürtünme kuvveti, birbirine temas eden yüzeyler arasında cismin hareketini sağlayan kuvvete ters yönde oluşur.

Bir cismi hareket ettirebilmek için sürtünme kuvvetini yenmeliyiz. Yani sürtünme kuvvetine eşit ya da daha büyük kuvvet uygulamamız gerekir.

Sürtünme kuvveti nelere bağlıdır?

1.Cismin ağırlığına: Bir cismin ağırlığı arttığında cisme etki eden sürtünme de artar.

Karda kayan arabaların ağırlığı artırılarak sürtünme kuvveti artırılmaya çalışılır.

2.Yüzeyin cinsine:  Yüzeyin pürüzlü olup olmamasına bağlıdır. Örneğin; cam, buz ve fayans yüzeylerde sürtünme kuvveti az olduğu için cisimler daha kolay hareket ederken, halı veya toprak zeminde sürtünme kuvveti daha fazla olduğu için daha zor hareket eder.

Not: Sürtünme kuvveti yüzey alanının büyüklüğüne bağlı değildir.

Sürtünme Kuvvetinin Özellikleri

• Sürtünme kuvvetini yönü her zaman hareket yönüne zıttı
• Hareketi durdurur veya yavaşlatır.
• Sürtünme kuvveti ısınmaya neden olur.
• Sürtünme maddelerin aşınmasına neden olur.
• Duran bir cismi harekete geçiremez.

Sürtünme Kuvvetinin Faydaları

• Fren yaparak durmayı sağlar.
• Otomobiller bu sayede istenilen yerde durabilir.
• Cisimleri tutmamızı sağ Sürtünme kuvveti olmasaydı cisimleri tutamazdık.
• Yürümeye yardım eder. Eğer ayaklarımız yere sürtünmeseydi yürüyemezdik.
• Yazı yazmamızı ve silmemizi sağlar.
• Durabilmemizi sağlar.
• Araçların hareket edebilmesini ve durabilmesini sağlar.
• Sürtünme kuvveti olmasaydı hareket edemezdik ve duramazdık.
• Araçlara zincir takılması sonucu kaymayı engellemek.

Sürtünme Kuvvetinin Zararları

• Sürtünen yüzeylerde aşınma meydana gelir.
• Otomobil motorları gibi makineler sürtünmeyle eskir.
• Aşırı sürtünme ısınma hatta yanmalara neden olabilir.
• Ayakkabıların tabanları yıpranı
• Kıyafetler yıpranı
• Sürtünmeden dolayı araçlar daha fazla yakıt tü
• Araç lastiklerinin zamanla yıpranması.
• Araçlar sürtünmeden dolayı çabuk hı
• Havada sürtünme kuvveti olmasaydı uçaklar, kuşlar uçamazlardı; paraşütle atlayan insanlar yere güvenle inemezlerdi.
• Hava direnci yağmurun ve dolunun düşme hızını azaltmaktadır. Aksi takdirde yağmur ve dolu yeryüzüne daha hızlı iner, canlılara zarar verirdi.
• Hava direnci atmosfere giren meteorların yeryüzüne zarar vermesini de önler.
• Su direnci olmasaydı denizaltılar suyun içinde duramazdı.

Sürtünme Kuvvetinin Zararları

• Sürtünen yüzeylerde aşınma meydana gelir.
• Otomobil motorları gibi makineler sürtünmeyle eskir.
• Aşırı sürtünme ısınma hatta yanmalara neden olabilir.
• Ayakkabıların tabanları yıpranır.
• Kıyafetler yıpranır.
• Sürtünmeden dolayı araçlar daha fazla yakıt tüketirler.
• Araç lastiklerinin zamanla yıpranması.
• Araçlar sürtünmeden dolayı çabuk hızlanamazlar.

Sürtünme kuvvetinin istenmediği durumlarda sürtünmeyi azaltacak önlemler alınır. Bunlar;

• Hareketli araçlara tekerlek takılması
• Fatih’in gemilerin altını yağlayarak karada hareket ettirmesi
• Kapıların ve metal parçaların yağlanması
• Deniz ve hava taşıtlarının uç kısımlarının sivri şekilde tasarlanması
• Bazı yüzeylerin zımparalanması sürtünmeyi azaltıcı önlemlerdir.
• Makine parçalarının aşınmasını önlemek için yağ kullanılır.
• Sıkışan yüzüğü çıkarabilmek için parmak sabunla veya yağ ile kayganlaştırılır.
• Uçakların ve yarış arabalarının uçlarını sivri yapılması.
• Paten kayan kişilerin sürtünmeyi azaltmak için patenin altı pürüzsüz yapılmıştır.
• Balıkların üzerinin pullarla kaplı olması sürtünmeyi azaltır.

Sürtünme kuvvetinin istendiği durumlarda sürtünmeyi artıracak önlemler alınır. Bunlar;

• Kışın araba lastiğine zincir takılması ya da kar lastiği kullanılması.
• Haltercilerin halteri kaldırmadan önce ellerine toz sürmesi.
• Futbolcuların ayakkabı tabanlarının dişli yapılması.
• İş makinelerinin teker dişlerinin daha büyük olması.
• Islak zeminlerin pürüzlü malzemeler ile kaplanması.
• Merdiven basamaklarının uçlarına bant yapıştırılması.
• Karın üzerine kum veya tuz serpilmesi.
• Ayakkabıların altının girintili ve çıkıntılı olması.

HAVA ORTAMINDA SÜRTÜNME KUVVETİ (HAVA DİRENCİ)

Herhangi bir yüzey üzerinde bulunan cisimlere yüzeyin bir sürtünme kuvveti olduğu gibi havanın da cisimlere uyguladığı bir sürtünme kuvveti bulunur.

Cisimlerin havayla temas eden yüzeyi büyüdükçe havanın uyguladığı sürtünme kuvveti artar. Yüzey küçüldükçe sürtünme kuvveti azalır. Paraşütlerin büyük yapılmasının sebebi de budur.

Not: Uçakların ön kısmının sivri olmasının sebebi sürtünmeyi azaltmaktır.

Hava Direnci Nelere Bağlıdır?

• Hava tarafından cisme etki eden sürtünme kuvveti yani hava direnci, cismin havaya temas eden yüzeyinin büyüklüğüne (şekline ve hareket doğrultusundaki dik kesitine) ve cismin hızına bağlıdır.
• Cismin havaya temas eden yüzeyi büyüdükçe sürtünme kuvveti yani hava direnci artar, cismin havaya temas eden yüzeyi küçüldükçe sürtünme kuvveti yani hava ve sıvı direnci azalır.
• Cismin hızı arttıkça hava direnci artar, cismin hızı azaldıkça hava direnci azalır.

SU ORTAMINDA SÜRTÜNME KUVVETİ (SU DİRENCİ)

Havanın sürtünme kuvveti olduğu gibi sıvılarında cisimlere bir sürtünme kuvveti vardır. Sıvı içerisinde meydana gelen cisimlerin hareketini zorlayıcı ve engelleyici etkisi olan bu kuvvete sıvı sürtünme kuvveti denir. Balıkların yapıları, gemilerin ve kayıkların sivri uçlu olması denizaltıların balinalara bakılarak yapılmasındaki amaç sürtünmeyi azaltmaktır.

Suyun Direnci Nelere Bağlıdır?

• Sıvı tarafından cisme etki eden sürtünme kuvveti yani sıvı direnci, cismin sıvıya temas eden yüzeyinin büyüklüğüne (şekline ve hareket doğrultusundaki dik kesitine) ve cismin hızına bağlıdır.
• Cismin sıvıya temas eden yüzeyi büyüdükçe sürtünme kuvveti yani sıvı direnci artar, cismin sıvıya temas eden yüzeyi küçüldükçe sürtünme kuvveti yani sıvı direnci azalır.
• Cismin hızı arttıkça sıvı direnci artar, cismin hızı azaldıkça sıvı direnci azalır.

ONLİNE DENEY

Kuvvet ve Hareket deneyini online olarak yapmak için tıklayın.

SORULAR

Cevap Anahtarı İçin Tıklayın

[collapse]

5. Sınıf Kuvvetin Ölçülmesi ve Sürtünme Çalışma Yaprağını İndirmek İçin Tıklayın