Kendi dışımızda farklı nesnelerle yaşıyor ve sürekli etkileşim halindeyiz. Örneğin, bu makaleyi okurken muhtemelen sehpanın üzerindeki telefonu alıp ekranda bir şeye dokundunuz veya bilgisayarı önünüze çekip birkaç fare tıklaması yaptınız. Bunların hepsi aslında güçlü yönlerdir.Fiziğin değerli yönlerinden biri olan kuvvet, günlük hayatımızın temelini oluşturur.
Kuvvet elbette çok kapsamlı ve derinden detaylandırılmış bir konu ama yine de günlük hayatımızın her anında karşımıza çıkıyor. Aslında onunla karşılaşmak zorundayız çünkü bir cisme Newton’un birinci maddesine göre bir kuvvet uygulamazsak cisim orada öylece durur. Konunun sıkıcı detaylarını bir kenara bırakalım ve en saf haliyle gel, güç nedir,Türlerine ve özelliklerine daha yakından bakalım.
Temel bir tarif yaparak başlayalım; kuvvet nedir?
Fiziğe göre kuvvet, bir cismin kendi kütlesi ile hareket durumunu değiştiren bir etkidir. Kuvvetin itme veya çekme yönü vardır ve kendi vektör büyüklüğü vardır.Newton, N sembolü veya F sembolü ile gösterilir.
Mekanik bir bakış açısından kuvvet, bir nesnenin hareketini sürdürmek, hareketini değiştirmek veya mevcut hareketinizi bozmak için bir eylemdir. Kuvvetin büyüklüğüne bağlı olarak bazen uygulanan cismin sadece hareketi bazen de şekli bozulur. Her iki durumda da kuvvet, değişim ve hareket demektir.
Kuvvet, Newton yasalarıyla tanımlandı:
İngiliz fizikçi Isaac Newton, 1687’de yazdığı Principia Mathematica adlı çalışmasında kuvvet hakkında yazdı. üç temel ilke belirledi.İlk prensibe göre, bir nesne, ona rastgele bir kuvvet uygulanana kadar olduğu gibi kalır.
İkinci unsura göre cisim bir dış kuvvetin etkisi altında kaldığında hızdaki değişim yani hızdaki değişimdir. İvmenin büyüklüğü cismin aldığı kuvvetle doğru orantılıdır. Üçüncü ilkeye göre, eğer bir cisim başka bir cisme kuvvet uygularsa, her iki cisim de birbirine eşit kuvvet uygular. Etki tepki unsuru olarak bilinen bu üçüncü kuralda, nesnelerin hareketlerinden bağımsız olarak deforme olma eğiliminde oldukları anlatılmaktadır.
Kuvveti iki farklı başlık altında inceleyebiliriz:
- iletişim gücü
- temassız kuvvet
Temas gerektiren kuvvet:
İki cismin birbiriyle temas ederek kuvvet uyguladığı duruma temas kuvveti denir. Günlük hayatta itme veya çekme şeklinde karşımıza çıkar.Masanın üzerindeki camı itmek veya çekmek, yürümek, kamyonun arkasındaki kutuyu çekmek, topa vurmak, asansörü hareket ettirmek gibi günlük hayattan daha birçok örnek var.
Temas gerektiren kuvvetler arasında çekme kuvveti, havanın sürükleme kuvveti, sürtünme kuvveti, buhar kuvveti, kas kuvveti, kaldırma kuvveti ve rüzgar kuvveti sayılabilir. çevremizde ve her gün kullandığımızÇoğu mekanik araç, temas kuvvetleri ilkelerine göre çalışır.
Temassız kuvvet:
Alan kuvveti olarak da bilinen temassız kuvvet, iki cismin birbirine değmeden kuvvet uygulamasıdır. Mıknatısların itmesi ve çekmesi bunun en büyük örneğidir.Bir bardağın yerçekimi etkisiyle elinizden yere düşmesi veya kazağınızı çıkarırken saçlarınızın elektriklenmesi temassız kuvvetlere örnektir.
Doğada temas etmeyen dört temel kuvvet vardır:
- yer çekimi gücü
- elektromanyetik güç
- güçlü çekirdek gücü
- zayıf çekirdek gücü
Yerçekimi kuvveti:
Yerçekimi kuvveti olarak da bilinen yerçekimi kuvvetinin temel kuralına göre kütlesi olan bir nesne, Kütlesi olan başka bir cismi her zaman itmez ama her zaman çeker. İki cisim arasındaki kuvvet zıttır. Etki alanı sonsuz kabul edilir. Etki alanı diğer kuvvetlere göre küçüktür fakat cisimlerin kütlesi arttıkça kuvvet de artar. Gezegenlerin Güneş etrafında dönmesi veya bir meyvenin ağaçtan düşmesi yer çekimine örnektir.
Elektromanyetik güç:
Elektrik ve manyetik kuvvet birleştiğinde ortaya elektromanyetik kuvvet çıkar. Elektrik kuvveti nedeniyle cisimler birbirini iter veya çeker. Protonlar ve elektronlar arasındaki kuvvet de elektrik kuvveti olarak kabul edilir. Kütle yerçekimi kuvvetinden çok daha büyüktür. Etki alanı sonsuz olduğundan, iki nesne birbirinden ne kadar uzakta olursa olsun değişen yoğunlukta elektrik kuvveti oluşur.
Güçlü çekirdek gücü:
Kuvvetlerin ortasında en güçlü olarak kabul edilen güçlü nükleer kuvvetin protonlar üzerindeki etkisini görüyoruz. Atom çekirdeğindeki kutupsal protonlar birbirine çok yakın olduğundan, elektrik kuvvetine göre birbirlerini itmeleri gerekirdi. Ancak atom çekirdeğinin kuvveti elektrik kuvvetinden bile fazla olduğu için protonlar ortadadır.
Zayıf çekirdek gücü:
Atomun çekirdeğinde sadece protonlar ve nötronlar olmasına rağmen, Elektron ve pozitron emisyonunun nedeni zayıf nükleer kuvvettir. Bu kuvvet sayesinde çekirdek kararsızdır ve protonlar ve nötronlar başka parçacıklara dönüşebilir. Zayıf nükleer kuvvetin çok kısa bir etki alanı vardır.
Formül ile kuvvet nasıl hesaplanır?
- Aşama 1: Kuvvet = Kütle x İvme yani F = m. A
- Adım 2:Tüm değerlerin aynı birimde olduğundan emin olun.
- Aşama 3:Newton yükünü 9,8’e bölerek kütleyi bulun.
- Adım #4:Formüldeki değerleri değiştirin.
- Adım 5:İşlem tamam.
İşte kuvveti hesaplamak için uygulamanız gereken formül ve izlemeniz gereken adımlar. Elbette farklı disiplinler farklı işlemler yaparkenBu formülün daha gelişmiş versiyonlarını kullanmak gerekebilir, ancak bu yöntem temel fizikte kuvvetleri bulmak için oldukça kullanışlıdır.
Kuvvet vektör mü yoksa skaler mi?
Kuvvetin bir tarafı ve büyüklüğü olduğundan Skaler değil, vektör. Basit bir fiziksel yapı olarak tanımlanan skaler Newton mekaniğinde bir değişim, bir Lorentz dönüşümü, uzay-zaman göreliliğinde bir dönüşüm, değişmeyen veya basitçe tarafı olmayan bir özelliktir. Kuvvet, yön ve yön açısından vektöreldir.
Fiziğin ve günlük hayatımızın en temel konularından biridir. Kuvvet nedir sorusuna cevap vererek türleri ve özellikleri hakkında bilmeniz gereken detaylardan bahsettik.Kuvvet, içine daldığımızda kolaylıkla boğulabileceğimiz bir okyanus hakkında olduğu için bu yazımızda sadece temel bilgileri vermeyi amaçladık.
