KUVVETLERIN AKTARILABILIRLIK ILKESI (ÇÖZÜLMÜŞ EGZERSIZLER) - FIZIKSEL - 2025

Kuvvetlerin iletimlilik ilkesi gövdesi üzerinde belirli bir noktadan hareket eden belirli bir kuvvet bir diğeri ile değiştirilir, katı bir cismin denge veya hareket durum değişmez gösterir. Bunun bu şekilde değerlendirilmesi için iki öncül karşılanmalıdır.

İlk öncül, yeni kuvvetin aynı büyüklükte olduğu ve ikincisi, vücudun farklı bir noktasında olsa bile aynı yönün uygulandığıdır. İki kuvvet, katı bir gövde üzerinde aynı sonuca sahiptir; bu nedenle eşdeğer kuvvetlerdir.

Böylece, aktarılabilirlik ilkesi, bir kuvvetin aynı yönde iletilebileceğini doğrular. Benzer şekilde, kuvvetin mekanik etkisinin hem dönme hem de öteleme olabileceği unutulmamalıdır. İletilebilirlik ilkesinin anlamının pratik bir örneği, bir cismin itilmesi veya çekilmesidir.

Cismin çekildiği veya itildiği kuvvetin değeri aynı ise ve her iki kuvvet de aynı yönde uygulanıyorsa ortaya çıkan hareket tam olarak aynıdır. Böylece hareket amacıyla, vücut itilse de çekilse de sonuç aynıdır.

Sert gövdeler

Sert bir gövde (deforme olmayan), kendisine bir dış kuvvet uygulandığında deformasyona uğramayan herhangi bir gövdedir.

Katı cisim fikri, hareketin incelenmesi ve cisimlerin hareketinin nedenleri için gerekli olan matematiksel bir idealleştirmedir.

Katı cismin daha kesin bir tanımı, onu cismin farklı noktaları arasındaki mesafenin bir kuvvetler sisteminin etkisiyle değiştirilmediği bir maddi noktalar sistemi olarak tanımlayan şeydir.

Gerçek şu ki, gerçek cisimler ve makineler hiçbir zaman tamamen katı değildir ve kendilerine uygulanan kuvvetlerin ve yüklerin etkisi altında minimum düzeyde bile deformasyon yaşarlar.

İletilebilirlik ilkesinin sınırlamaları

İletilebilirlik ilkesinin bazı sınırlamaları vardır. Birincisi ve en bariz olanı, uygulanan kuvvet veya kuvvetlerin deforme olabilen bir cisme etki etmesi durumudur. Bu durumda, kuvvetlerin uygulama noktasına bağlı olarak gövdenin deformasyonu farklı olacaktır.

Diğer bir sınırlama, aşağıdaki durumda görülebilen şeydir. Bir cismin uçlarına yatay olarak hem aynı yönde hem de ters yönde iki kuvvet uygulandığını varsayalım.

İletilebilirlik ilkesine göre, iki kuvvet, aynı yönde, ancak orijinal kuvvetlere zıt yönlerde uygulanan iki yeni kuvvet ile değiştirilebilir.

Dahili amaçlar için, ikamenin bir sonucu olmayacaktır. Bununla birlikte, dışarıdan bir gözlemci için temel bir değişiklik meydana gelebilirdi: Bir durumda uygulanan kuvvetler gerilim, diğerinde ise anlayışlı olacaklardı.

Bu nedenle, iletilebilirlik ilkesinin yalnızca uygulama hipotezinden ideal katı katılara ve dahili bir gözlemcinin bakış açısından uygulanabilir olduğu açıktır.

Örnekler

İlk örnek

Bir arabayı bir grup insan tarafından hareket ettirmek istediğinizde, aktarılabilirlik ilkesinin pratik bir uygulama durumu ortaya çıkar.

İnsanlar aynı düz çizgide kuvvet uyguladıkları sürece, araba itilse veya öne çekilse de aynı şekilde hareket edecektir.

İkinci örnek

İletilebilirlik ilkesinin yerine getirildiği bir başka basit örnek, kasnaktır. Hareket amacıyla, aynı miktarda kuvvet uygulandığı sürece, kuvvetin uygulandığı ipin noktası kayıtsızdır. Bu şekilde ipin az ya da çok uzun olması hareketi etkilemez.

Çözülmüş egzersizler

1. Egzersiz

Aşağıdaki durumlarda aktarılabilirlik ilkesinin karşılanıp karşılanmadığını belirtin:

İlk durum

Rijit bir gövdeye yatay olarak uygulanan 20 N'luk bir kuvvet, her ikisi de aynı yönde uygulanmasına rağmen, gövdenin başka bir noktasında uygulanan 15 N'luk başka bir kuvvetle değiştirilir.

Çözüm

Bu durumda, iki kuvvet aynı yönde uygulanmasına rağmen, ikinci kuvvet birinciyle aynı büyüklüğe sahip olmadığından, aktarılabilirlik ilkesi yerine getirilmeyecektir. Bu nedenle aktarılabilirlik ilkesinin vazgeçilmez koşullarından biri mevcut değildir.

İkinci durum

Rijit bir gövdeye yatay olarak uygulanan 20 N'luk bir kuvvet, gövdenin başka bir noktasında ve dikey olarak uygulanan 20 N'luk başka bir kuvvetle değiştirilir.

Çözüm

Bu durumda, iki kuvvet aynı modüle sahip olmalarına rağmen, aynı yönde uygulanmadıkları için aktarılabilirlik ilkesi yerine getirilmemiştir. Yine aktarılabilirlik ilkesinin vazgeçilmez koşullarından biri mevcut değildir. İki kuvvetin eşdeğer olduğu söylenebilir.

Üçüncü durum

Rijit bir cisme yatay olarak uygulanan 10 N'luk bir kuvvet, cismin başka bir noktasında, ancak aynı yönde ve yönde uygulanan 10 N'luk başka bir kuvvetle değiştirilir.

Çözüm

Bu durumda, iki kuvvet aynı büyüklükte olduğundan ve aynı yönde ve yönde uygulandığından, aktarılabilirlik ilkesi yerine getirilir. Aktarılabilirlik ilkesinin gerekli tüm koşulları yerine getirilmiştir. İki kuvvetin eşdeğer olduğu söylenebilir.

Dördüncü durum

Bir kuvvet, hareket hattınızın yönünde kayar.

Çözüm

Bu durumda, iletilebilirlik ilkesi yerine getirilir, çünkü aynı kuvvet olduğu için uygulanan kuvvetin büyüklüğü değişmez ve hareket çizgisinde kayar. Yine aktarılabilirlik ilkesinin gerekli tüm koşulları yerine getirilmiştir.

Egzersiz 2

Sert bir gövdeye iki dış kuvvet uygulanır. İki kuvvet aynı yönde ve aynı yönde uygulanır. Birincinin modülü 15 N ve ikincisininki 25 N ise, iletilebilirlik ilkesini yerine getirmek için önceki ikisinin sonucunu değiştirmek için üçüncü bir dış kuvvetin hangi koşulları karşılaması gerekir?

Çözüm

Bir yandan, iki kuvvetin modülünün eklenmesinin bir sonucu olarak, ortaya çıkan kuvvetin değeri 40 N olmalıdır.

Öte yandan, ortaya çıkan kuvvet, iki kuvvetin iki uygulama noktasını birleştiren düz çizgi üzerindeki herhangi bir noktada hareket etmelidir.

Referanslar

1. Sert gövde (nd). Wikipedia'da. 25 Nisan 2018'de es.wikipedia.org adresinden alındı.
2. Kuvvet (nd). Wikipedia'da. 25 Nisan 2018'de en.wikipedia.org adresinden alındı.
3. Cutnell, John D .; Johnson Kenneth W. (2003). Fizik, Altıncı Baskı. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc.
4. Corben, HC; Philip Stehle (1994). Klasik mekanik. New York: Dover yayınları.
5. Feynman, Richard P .; Leighton; Kumlar, Matthew (2010). Feynman fizik dersleri veriyor. Cilt I: Temelde mekanik, radyasyon ve ısı (Yeni milenyum). New York: Temel Kitaplar.