- sınıf olarak çöz
6. Sınıf Fen Bilimleri — Dengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler
3. Sorunun Çözümü: Halat Çekme Oyunu
KULLANILAN FORMÜL / KURAL:
- Bir cisim dengede ise (hareketsiz kalıyorsa), zıt yönlü kuvvetler birbirine eşittir:F_{\text{Net}} = 0 \implies F_{\text{Sol}} = F_{\text{Sağ}}
- Halat bir yöne doğru hareket ediyorsa, o yöndeki kuvvet daha büyüktür.
ÇÖZÜM ADIMLARI:
Adım 1 — Verilen Durumlardan Kuvvet İlişkilerini Belirleme
- 1. Görsel (Ali vs Mehmet): Halat Ali yönünde hareket ettiğine göre Ali’nin kuvveti Mehmet’inkinden büyüktür.F_{\text{Ali}} > F_{\text{Mehmet}}
- 2. Görsel (Lale vs Yeşim): Halat Lale yönünde hareket ettiğine göre Lale’nin kuvveti Yeşim’inkinden büyüktür.F_{\text{Lale}} > F_{\text{Yeşim}}
- 3. Görsel (Aslı + Yeşim vs Mehmet): Halat hareket etmediğine göre kuvvetler dengelenmiştir.F_{\text{Aslı}} + F_{\text{Yeşim}} = F_{\text{Mehmet}}(Buradan Mehmet’in kuvvetinin hem Aslı’dan hem de Yeşim’den tek başlarına daha büyük olduğu anlaşılır.)
Adım 2 — Yargıların Doğruluğunu İnceleme
- I. Yargı: “Ali tek başına iken Aslı ve Lale grubu ile oynarsa kesinlikle kaybeder.”
- Ali’nin kuvvetinin üst sınırı verilmemiştir. Ali’nin kuvveti Mehmet’ten çok daha büyük olabileceği gibi (F_{\text{Aslı}} + F_{\text{Lale}}) toplamından da büyük olabilir. Dolayısıyla Ali kesinlikle kaybeder diyemeyiz, kazanabilir de.
(Yanlış)
- Ali’nin kuvvetinin üst sınırı verilmemiştir. Ali’nin kuvveti Mehmet’ten çok daha büyük olabileceği gibi (F_{\text{Aslı}} + F_{\text{Lale}}) toplamından da büyük olabilir. Dolayısıyla Ali kesinlikle kaybeder diyemeyiz, kazanabilir de.
- II. Yargı: “Lale’nin halata uyguladığı kuvvet, Mehmet’in uyguladığı kuvvetten fazla olabilir.”
- Bildiğimiz tek şey F_{\text{Lale}} > F_{\text{Yeşim}} olduğudur. Lale’nin kuvveti Mehmet’in kuvvetinden büyük seçilebilir (Örn: Yeşim = 3\text{ N}, Aslı = 5\text{ N} ise Mehmet = 8\text{ N} olur; Lale 10\text{ N} olabilir).
(Doğru)
- Bildiğimiz tek şey F_{\text{Lale}} > F_{\text{Yeşim}} olduğudur. Lale’nin kuvveti Mehmet’in kuvvetinden büyük seçilebilir (Örn: Yeşim = 3\text{ N}, Aslı = 5\text{ N} ise Mehmet = 8\text{ N} olur; Lale 10\text{ N} olabilir).
- III. Yargı: “3. görseldeki gibi Aslı ve Yeşim grubu ile Ali arasında oynanırsa oyunu Ali kazanır.”
- Aslı ile Yeşim’in toplam kuvveti Mehmet’e eşittir (F_{\text{Aslı}} + F_{\text{Yeşim}} = F_{\text{Mehmet}}).
-
- görselden F_{\text{Ali}} > F_{\text{Mehmet}} olduğunu biliyoruz.
- Bu durumda F_{\text{Ali}} > (F_{\text{Aslı}} + F_{\text{Yeşim}}) olacağından oyunu kesinlikle Ali kazanır.
(Doğru)
- IV. Yargı: “Lale ve Aslı arasında oynanırsa oyunu Aslı kazanabilir.”
- Sadece F_{\text{Lale}} > F_{\text{Yeşim}} bağıntısı vardır. Aslı’nın kuvveti Lale’den büyük olabilir (Örn: Yeşim = 2\text{ N}, Aslı = 8\text{ N} iken Lale 4\text{ N} olabilir; 8\text{ N} > 4\text{ N} olduğu için Aslı kazanabilir).
(Doğru)
- Sadece F_{\text{Lale}} > F_{\text{Yeşim}} bağıntısı vardır. Aslı’nın kuvveti Lale’den büyük olabilir (Örn: Yeşim = 2\text{ N}, Aslı = 8\text{ N} iken Lale 4\text{ N} olabilir; 8\text{ N} > 4\text{ N} olduğu için Aslı kazanabilir).
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
3. SORUNUN CEVABI: D seçeneği (II, III ve IV)
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
4. Sorunun Çözümü: Araç Hareketi ve Bileşke Kuvvet Grafiği
KULLANILAN FORMÜL / KURAL:
- Hızlanan ya da yavaşlayan hareket: Cisim dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir \rightarrow Bileşke kuvvet sıfırdan farklıdır (R > 0).
- Sabit süratli hareket: Cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir \rightarrow Bileşke kuvvet sıfırdır (R = 0).
ÇÖZÜM ADIMLARI:
- \text{K - L} aralığı: Aracın sürati zamanla arttığına göre hızlanan hareket yapar. Üzerine etki eden bileşke kuvvet sıfırdan büyüktür (R > 0).
- \text{L - M} aralığı: Araç sabit süratle ilerlediğine göre dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir. Bu aralıkta bileşke kuvvet sıfır (R = 0) olmalıdır.
- \text{M - N} aralığı: Aracın sürati zamanla azaldığına göre yavaşlayan hareket yapar. Üzerine etki eden bileşke kuvvet sıfırdan büyüktür (R > 0).
Bu durumu gösteren grafik incelendiğinde; \text{K - L} ve \text{M - N} aralıklarında kuvvet değeri pozitif bir değer gösterirken, \text{L - M} aralığında grafik çizgisi tam sıfır (0) hizasında olan seçenek D grafiğidir.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
4. SORUNUN CEVABI: D seçeneği
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
TEMEL KAVRAMLAR:
- Dengelenmiş Kuvvetler: Bir cisme etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır (R = 0) ise cisim ya durur ya da sabit süratle hareketine devam eder.
- Dengelenmemiş Kuvvetler: Bileşke kuvvet sıfırdan farklı (R \neq 0) ise cisim hızlanır, yavaşlar ya da yön değiştirir.
Bu konuyla ilgili dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetleri ayırt etmeye yönelik benzer bir pekiştirme sorusu çözmek ister misin?
