Net Kuvvet ve İvme Simülasyonu — Kütleyi iki katına çıkarınca ivme ne olur?

Görünüm

Kütle2 kgNet kuvvet büyüklüğü8 N

İvme yalnız kütleye ve net kuvvete bağlıdır; hız ile alınan yol süreye de bağlıdır. Kıyasta koşu, öndeki cisim bitiş çizgisine varınca durur.

Net kuvvet ve ivme — anlık değerler
İvme büyüklüğü (a = F/m)	4,00	m/s²
Hız büyüklüğü (v = a·t)	0,00	m/s
Alınan yol (x = ½·a·t²)	0,00	m
Geçen süre	0,0	s

Bir cismi iten kuvveti iki katına çıkarırsan ne olur? Ya cismin kütlesini iki katına çıkarırsan? Bu iki soru, Newton'un ikinci yasasının tamamıdır — ve yukarıdaki deneyde ikisini de birkaç saniyede görebilirsin.

Şunu dene

Net kuvveti 8 N, kütleyi 2 kg yap. İvme satırını oku.
Kuvvete dokunma; yalnız kütleyi 4 kg yap. İvme kaça düştü?
Şimdi kütleyi 2 kg'da sabit tut, kuvveti 16 N yap. İvme kaç oldu?

Ne görüyorsun?

İlk adımda ivme 4 m/s² çıkar. Yalnız kütleyi iki katına çıkardığında ivme 2 m/s²'ye düşer — yarıya. Kütleye dokunmadan kuvveti iki katına çıkardığında ise ivme 8 m/s² olur — iki katı.

Yani ivme, kuvvetle doğru, kütleyle ters orantılıdır:

a=\frac{F_{net}}{m}

Kuvveti sıfıra indirdiğinde kutu durmaz — sabit hızla gitmeye devam eder. Hareketi sürdüren şey kuvvet değildir; kuvvet yalnız hızı değiştirir. Bu, Newton'un birinci yasasının deneydeki karşılığıdır.

Dikkat: ivme başka, hız başka

Sahnedeki hız ve alınan yol satırları süre geçtikçe büyür. Bu, kuvvetin hızı artırdığı anlamına gelmez; ivme sabitken hız zaten her saniye aynı miktarda artar (v = a·t). Karşılaştırma yaparken Sıfırla'ya basıp aynı süreden başlamak, iki durumu dürüst karşılaştırmanın tek yoludur.

Sınavda nasıl sorulur?

ÖSYM bu konuda doğrudan işlem sormaz. "6 kg'a 12 N etki ediyor, ivme kaçtır?" tipi bir soru sınavda karşına çıkmaz. Sorulan şey kavramlar arasındaki ilişkidir: kütle artarsa ivmeye ne olur, kuvvet iki katına çıkarsa ne değişir, iki cismin ivmeleri nasıl kıyaslanır.

Bu yüzden ezberlenmesi gereken şey bir formül değil, iki cümledir: ivme kuvvetle doğru, kütleyle ters orantılıdır. Aşağıdaki soru tam da bu kıyas türünden — ve cevabını yukarıdaki deneyde üç kez ayar değiştirerek kendin doğrulayabilirsin.

Sürtünmesiz yatay düzlemde bulunan K, L ve M cisimlerinin kütleleri ile cisimlere etki eden net kuvvetlerin büyüklükleri şöyledir:

K: kütle $m$ , net kuvvet büyüklüğü $F$
L: kütle $2m$ , net kuvvet büyüklüğü $2F$
M: kütle $2m$ , net kuvvet büyüklüğü $F$

Buna göre cisimlerin ivme büyüklükleri arasındaki ilişki nedir?

$a_K = a_L > a_M$
Doğru cevap
K ile L'de kuvvet ve kütle aynı oranda büyüdüğü için ivme değişmedi; M'de kütle büyürken kuvvet sabit kaldığı için ivme küçüldü.
Çözüm: İvme kuvvetle doğru, kütleyle ters orantılıdır. K için $a_K = F/m$ . L'de hem kuvvet hem kütle iki katına çıktığı için oran değişmez: $a_L = 2F/2m = F/m$ . M'de kütle iki katına çıkarken kuvvet sabit kaldığı için ivme yarıya iner: $a_M = F/2m$ . Deneyde denemek istersen: K için 2 kg – 8 N, L için 4 kg – 16 N, M için 4 kg – 8 N.
$a_K > a_L > a_M$
Yanlış
L'de kütle iki katına çıkarken kuvvet de iki katına çıktı; ikisi birlikte büyüyünce ivme K ile aynı kalır.
Çözüm: İvme kuvvetle doğru, kütleyle ters orantılıdır. K için $a_K = F/m$ . L'de hem kuvvet hem kütle iki katına çıktığı için oran değişmez: $a_L = 2F/2m = F/m$ . M'de kütle iki katına çıkarken kuvvet sabit kaldığı için ivme yarıya iner: $a_M = F/2m$ . Deneyde denemek istersen: K için 2 kg – 8 N, L için 4 kg – 16 N, M için 4 kg – 8 N.
$a_L > a_K > a_M$
Yanlış
Yalnız kuvvete bakınca L en hızlı sanılır; ama L'nin kütlesi de iki katı, bu yüzden ivmesi K ile eşittir.
Çözüm: İvme kuvvetle doğru, kütleyle ters orantılıdır. K için $a_K = F/m$ . L'de hem kuvvet hem kütle iki katına çıktığı için oran değişmez: $a_L = 2F/2m = F/m$ . M'de kütle iki katına çıkarken kuvvet sabit kaldığı için ivme yarıya iner: $a_M = F/2m$ . Deneyde denemek istersen: K için 2 kg – 8 N, L için 4 kg – 16 N, M için 4 kg – 8 N.
$a_K = a_L = a_M$
Yanlış
M'de yalnız kütle büyüdü, kuvvet sabit kaldı — ivmesi ötekilerden küçüktür.
Çözüm: İvme kuvvetle doğru, kütleyle ters orantılıdır. K için $a_K = F/m$ . L'de hem kuvvet hem kütle iki katına çıktığı için oran değişmez: $a_L = 2F/2m = F/m$ . M'de kütle iki katına çıkarken kuvvet sabit kaldığı için ivme yarıya iner: $a_M = F/2m$ . Deneyde denemek istersen: K için 2 kg – 8 N, L için 4 kg – 16 N, M için 4 kg – 8 N.
$a_M > a_K = a_L$
Yanlış
Kütlenin artması ivmeyi artırmaz; ivme kütleyle ters orantılıdır.
Çözüm: İvme kuvvetle doğru, kütleyle ters orantılıdır. K için $a_K = F/m$ . L'de hem kuvvet hem kütle iki katına çıktığı için oran değişmez: $a_L = 2F/2m = F/m$ . M'de kütle iki katına çıkarken kuvvet sabit kaldığı için ivme yarıya iner: $a_M = F/2m$ . Deneyde denemek istersen: K için 2 kg – 8 N, L için 4 kg – 16 N, M için 4 kg – 8 N.

Bu deneyde ne öğrenirsin?

✓Aynı net kuvvet altında kütle artınca ivmenin azaldığını gösterir.
✓Aynı kütlede net kuvvet artınca ivmenin arttığını gösterir.
✓Net kuvvet sıfırken hızın değişmediğini fark eder.
✓Kütlesi ve net kuvveti farklı cisimlerin ivmelerini kıyaslar.

FİZ.11.1.4 — Newton'ın Hareket Yasaları ile ilgili tümevarımsal akıl yürütebilmeMaarif Modeli · 11. Sınıf · Kuvvet ve Hareket ünitesi

✓Sabit ivmede hızın süreyle arttığını, ivmenin ise değişmediğini ayırt eder.

FİZ.10.1.2 — İvme ve hız değişimi arasındaki ilişkiye yönelik tümevarımsal akıl yürütebilmeMaarif Modeli · 10. Sınıf · Kuvvet ve Hareket ünitesi

Konuyu okumak istersen

Kuvvet ve HareketKuvvet ve hareket kavramları fizikte birbiriyle ilişkili şekilde incelediğimiz kavramlardır. Kuvvet, basitçe iki cisim arasındaki etkileşim olarak İvme Nedir? İvmenin Formülü Nedir?Bir hareketlinin birim zamandaki hız değişimine ivme denir. İvme vektörel bir niceliktir. İvme'nin SI birimi $m/s^2$ ‘dir.

← Bütün simülasyonlar