Hareket ve Kuvvet Konu Anlatımı

📌 Hareket, bir cismin belirli bir referans noktasına göre konumunun zamanla değişmesidir. Günlük hayatta yürüyen bir insan, giden bir araba veya düşen bir top hareket hâlindedir. Hareketi anlamak için kuvvet kavramını da incelemek gerekir.

Bu ünitede, hareketin türlerini, hız ve ivmeyi, Newton’un hareket yasalarını ve kuvvetin cisimler üzerindeki etkilerini öğreneceğiz.

Ünitede İşlenecek Konular:

1. Hareket Türleri (Doğrusal ve Dönme Hareketi)
2. Konum, Yer Değiştirme, Alınan Yol ve Hız Kavramları
3. İvme ve Hız-Zaman Grafikleri
4. Newton’un Hareket Yasaları (1., 2. ve 3. Yasalar)
5. Kuvvet ve Dengelenmiş-Dengelenmemiş Kuvvetler

Hareket Türleri

📌 Hareket, bir cismin belirli bir referans noktasına göre zamanla konumunun değişmesi olarak tanımlanır. Hareket farklı şekillerde sınıflandırılabilir.

1. Hareketin Genel Sınıflandırılması

Hareketi doğrusal, dönme ve titreşim hareketi olarak üçe ayırabiliriz.

📌 Önemli Bilgi:

• Hareketin türü, cismin nasıl bir yol izlediğine bağlıdır.
• Doğrusal hareket, kendi içinde düzgün ve ivmeli hareket olarak ikiye ayrılır.

2. Doğrusal Hareket Türleri

A) Düzgün Doğrusal Hareket (DDH)

✅ Cisim, sabit hızla hareket eder ve ivmesi sıfırdır.
✅ Konum-zaman grafiği doğrusal bir eğim gösterir.

📌 Örnek:

• Hız sabitken giden bir araba.
• Buz üzerinde sürtünmesiz kayan bir paketin sabit hızla ilerlemesi.

B) Düzgün Hızlanan veya Düzgün Yavaşlayan Hareket

✅ Cismin hızı zamanla değişir.
✅ İvme sıfırdan farklıdır (pozitifse hızlanır, negatifse yavaşlar).

📌 Örnek:

• Sabit ivmeyle hızlanan bir araba (gaza basıldığında).
• Fren yaparak yavaşlayan bir bisiklet.

3. Dönme Hareketi

✅ Cisim, sabit bir eksen etrafında döner.
✅ Dönen bir cismin her noktası farklı hızlarla hareket eder.
✅ Merkezkaç kuvveti etkisiyle cisimler dışa doğru savrulabilir.

📌 Örnek:

• Dönen çamaşır makinesi tamburu.
• Dönen fırıldak.
• Dünya’nın kendi ekseni etrafında dönmesi.

4. Titreşim Hareketi

✅ Cisim, belirli bir denge noktası etrafında ileri-geri hareket eder.
✅ Periyodik bir harekettir (belirli zaman aralıklarında tekrar eder).

📌 Örnek:

• Saatin sarkacı.
• Gitar teli titreşimi.
• Ses dalgaları.

5. Günlük Hayatta Hareket Örnekleri

✅ Araba ve tren, doğrusal hareket yapar.
✅ Dünya’nın Güneş etrafındaki hareketi, dönme hareketidir.
✅ Salıncakta sallanan çocuk, titreşim hareketi yapar.
✅ Bir çamaşır makinesinin içindeki çamaşırlar hem dönme hem de titreşim hareketi yapar.

6. Örnek Soru ve Çözüm

Soru:
Aşağıdaki olaylardan hangisi titreşim hareketine örnektir?

A) Dönen bir tekerlek
B) İleriye doğru hareket eden bir tren
C) Çalan bir gitar teli
D) Yolda ilerleyen bir bisiklet

Çözüm:

• Tekerlek dönme hareketi yapar.
• Tren doğrusal hareket yapar.
• Gitar teli ileri-geri hareket yaparak titreşir.
• Bisiklet doğrusal hareket yapar.

📌 Cevap: C) Çalan bir gitar teli

Sonuç

✅ Hareket, doğrusal, dönme ve titreşim hareketi olarak üçe ayrılır.
✅ Doğrusal hareket, düzgün ve ivmeli olmak üzere ikiye ayrılır.
✅ Dönme hareketi, sabit bir eksen etrafında dönen cisimlerde görülür.
✅ Titreşim hareketi, belirli bir denge noktası etrafında ileri-geri hareket eden cisimlerde görülür.

Konum, Yer Değiştirme, Alınan Yol ve Hız Kavramları

📌 Bir cismin hareketini anlayabilmek için konum, yer değiştirme, alınan yol ve hız kavramlarını doğru bir şekilde kavramamız gerekir.

1. Konum (x) Nedir?

✅ Konum, bir cismin bir referans noktasına göre bulunduğu yerdir.
✅ Konum vektörel bir büyüklüktür, yani yönü ve büyüklüğü vardır.
✅ Genellikle sayı doğrusu üzerinde gösterilir.

📌 Örnek:

• Bir otomobil, başlangıç noktasına göre 5 km doğuda ise, konumu +5 km’dir.
• Aynı otomobil 3 km batıya hareket ederse, konumu +2 km olur.

📌 Önemli Bilgi:

• Konum negatif veya pozitif olabilir.
• Seçilen referans noktasına bağlıdır.

2. Yer Değiştirme (Δx) Nedir?

✅ Yer değiştirme, bir cismin hareket ettiği başlangıç ve bitiş noktası arasındaki en kısa mesafedir.
✅ Vektörel bir büyüklüktür (yönü vardır).
✅ “Son konum – ilk konum” olarak hesaplanır.

📌 Formül:

​

📌 Örnek:

• Bir öğrenci 10 m doğuya, sonra 4 m batıya giderse, yer değiştirme:

📌 Önemli Bilgi:

• Yer değiştirme en kısa mesafedir.
• Alınan yol ile karıştırılmamalıdır.

3. Alınan Yol (s) Nedir?

✅ Alınan yol, bir cismin hareket ederken geçtiği toplam mesafedir.
✅ Skaler bir büyüklüktür (sadece büyüklüğü vardır, yönü yoktur).

📌 Örnek:

• Öğrenci 10 m doğuya, sonra 4 m batıya gidiyorsa:

s=10+4=14 m

📌 Önemli Bilgi:

• Alınan yol her zaman pozitiftir ve yer değiştirmeden büyük olabilir.

4. Hız ve Ortalama Hız

📌 Hız, bir cismin birim zamanda aldığı yol olarak tanımlanır.

​

Burada:

• v → Ortalama hız (m/s)
• s → Alınan yol (m)
• t → Geçen süre (s)

✅ Hız skaler bir büyüklüktür (yönü yoktur).

📌 Örnek:

• Bir araba 200 km’lik bir yolu 4 saatte alıyorsa, ortalama hızı:

5. Sürat ve Ortalama Sürat

✅ Sürat, hareketin hızından farklıdır ve alınan yolun zamana bölünmesiyle bulunur.
✅ Vektörel değil, skaler bir büyüklüktür.

​

📌 Örnek:

• Bir sporcu toplamda 1000 m koşup tekrar başlangıç noktasına döndüğünde:

📌 Önemli Bilgi:

• Hız ve sürat aynı şey değildir!
• Hız yönlüdür, sürat sadece büyüklüktür.

6. Örnek Soru ve Çözüm

Soru:
Ali, başlangıç noktasından 5 m doğuya, ardından 3 m batıya gidiyor. Hareketi toplam 4 saniye sürdüğüne göre:

a) Alınan yol nedir?
b) Yer değiştirme nedir?
c) Ortalama hız ve sürat nedir?

Çözüm:

📌 Cevaplar:

• Alınan yol: 8 m
• Yer değiştirme: 2 m
• Ortalama hız: 0.5 m/s
• Ortalama sürat: 2 m/s

7. Günlük Hayatta Konum, Yer Değiştirme ve Hız

✅ Araçlarda hız göstergesi sürati gösterir, ancak yön bilgisi olmadığı için hız göstermez.
✅ Google Haritalar gibi navigasyon sistemleri, yer değiştirmeyi kullanarak en kısa yolu hesaplar.
✅ Bir maraton koşucusu yarışı tamamladığında aldığı yol çok büyük olabilir, ancak yer değiştirmesi sıfır olabilir.

Sonuç

✅ Konum, bir cismin referans noktasına göre bulunduğu yerdir.
✅ Yer değiştirme, başlangıç ve bitiş noktası arasındaki en kısa mesafedir.
✅ Alınan yol, bir cismin geçtiği toplam mesafedir.
✅ Hız ve sürat farklıdır, hız vektörel bir büyüklüktür, sürat ise skaler bir büyüklüktür.

İvme ve Hız-Zaman Grafikleri

📌 İvme, bir cismin hızının zamanla değişim oranıdır. Cisim hızlanıyorsa pozitif, yavaşlıyorsa negatif ivme alır. Hız değişimi sıfır ise cisim ivmesiz hareket eder.

1. İvme  Nedir?

✅ İvme, bir cismin hızındaki değişimin zamana oranıdır.
✅ Vektörel bir büyüklüktür (yönü vardır).
✅ Birimi:

📌 İvme Formülü:

📌 Örnek:

• Bir araba 10 saniyede hızını 20 m/s’den 40 m/s’ye çıkarıyorsa:

• Fren yapan bir araç 5 saniyede 30 m/s hızdan 10 m/s’ye düşüyorsa:

📌 Negatif ivme, yavaşlamayı ifade eder.

2. İvme Türleri

A) Düzgün İvmeli Hareket

✅ İvme sabittir, yani hız eşit aralıklarla değişir.
✅ Hız zamanla doğrusal olarak artar veya azalır.

📌 Örnek:

• Sabit ivme ile hızlanan veya yavaşlayan araçlar.
• Düşen bir topun hızının giderek artması.

B) Düzgün Değişen İvmeli Hareket

✅ İvme zamanla değişir.
✅ Araç hızlanırken ivmesi değişiyorsa bu hareket türüne girer.

📌 Örnek:

• Trafikte ani hızlanan veya ani fren yapan araçlar.
• Yokuş aşağı yuvarlanan bir cismin ivmesinin değişmesi.

3. Hız-Zaman Grafikleri ve Hareket Türleri

Hız-zaman grafikleri, hareketi anlamak için çok önemlidir.

📌 Önemli Bilgi:

• Eğim, ivmeyi verir.
• Grafiğin altında veya üstündeki alan, yer değiştirmeyi verir.

A) Sabit Hızlı Hareket (İvme = 0, Düzgün Doğrusal Hareket)

✅ Hız zamanla değişmez.
✅ Hız-zaman grafiği yatay bir doğru olur.

📌 Örnek:

• Sabit hızla giden bir tren.

📈 Grafik:

B) Sabit İvmeli Hızlanan Hareket

✅ Hız doğrusal olarak artar.
✅ Hız-zaman grafiği yukarı doğru eğimli bir doğru olur.

📌 Örnek:

• Gaza basarak hızlanan araba.

📈 Grafik:

C) Sabit İvmeli Yavaşlayan Hareket

✅ Hız doğrusal olarak azalır.
✅ Hız-zaman grafiği aşağı doğru eğimli bir doğru olur.

📌 Örnek:

• Fren yapan araç.

📈 Grafik:

D) Düzgün Değişen İvmeli Hareket

✅ Hızın artış veya azalış hızı sabit değildir.
✅ Grafik eğri olur.

📌 Örnek:

• Roketlerin hızlanma hareketi.

📈 Grafik:

4. Hız-Zaman Grafiğinden Yer Değiştirme Bulma

📌 Hız-zaman grafiğinde, grafiğin altında kalan alan, yer değiştirmeyi verir.

✅ Dikdörtgen Alanı:

✅ Üçgen Alanı:

📌 Örnek:

• Bir araç 4 saniye boyunca 10 m/s hızla gidiyorsa:

• İvme ile hızlanan bir araç, 5 saniyede 0’dan 20 m/s’ye çıkıyorsa:

5. Örnek Soru ve Çözüm

Soru:
Bir araç, 10 m/s hızla hareket ederken 5 saniyede hızını 30 m/s’ye çıkarıyor. İvmesi kaçtır?

Çözüm:

📌 Cevap: 4 m/s²

6. Günlük Hayatta İvme ve Hız-Zaman Grafikleri

✅ Otomobillerde hız göstergesi anlık hızı gösterirken, hız değişimi ivmeyi belirtir.
✅ Düşen bir cismin hızının artışı, sabit ivmeli harekettir.
✅ Asansörlerin ani hızlanması ve yavaşlaması ivmelenmeyi gösterir.

Sonuç

✅ İvme, hızın zamanla değişim oranıdır.
✅ Pozitif ivme hızlanmayı, negatif ivme yavaşlamayı gösterir.
✅ Hız-zaman grafiğinden ivme ve yer değiştirme bulunabilir.
✅ Hareketli sistemlerin analizi için hız-zaman grafikleri çok önemlidir.

Newton’un Hareket Yasaları

📌 Isaac Newton, hareketi açıklayan üç temel yasa ortaya koymuştur. Bu yasalar, cisimlerin nasıl hareket ettiğini ve kuvvetlerin bu hareketi nasıl etkilediğini anlamamızı sağlar.

1. Newton’un 1. Yasası (Eylemsizlik Yasası)

✅ Bir cisim, üzerine dış bir kuvvet etki etmedikçe duruyorsa durmaya, hareket ediyorsa sabit hızla hareket etmeye devam eder.
✅ Cisimlerin hareket durumlarını koruma eğilimine eylemsizlik denir.
✅ Kütle arttıkça eylemsizlik artar.

📌 Matematiksel Gösterim:

📌 Örnekler:

• Araç aniden durduğunda yolcuların öne doğru savrulması.
• Hareket eden bir topun sürtünme olmasaydı sonsuza kadar yuvarlanması.
• Duran bir kitabın masada hareket etmemesi.

📌 Önemli Bilgi:

• Eylemsizlik, cismin kütlesiyle doğrudan ilişkilidir.
• Kütlesi büyük olan cisimlerin hareket durumunu değiştirmek daha zordur.

2. Newton’un 2. Yasası (Dinamiğin Temel Prensibi)

✅ Bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir.

📌 Matematiksel Gösterim:

📌 Örnekler:

• Bir araba, motor gücü arttıkça daha hızlı hızlanır.
• Aynı kuvvetle büyük bir kamyonu ve küçük bir arabayı itmek, farklı ivmeler oluşturur.
• Kütlesi büyük olan cisimler, aynı kuvvette daha az ivme kazanır.

📌 Önemli Bilgi:

• Net kuvvet sıfırsa, cisim ivmelenmez (sabit hızla gider veya durur).
• Kuvvet arttıkça ivme de artar.

3. Newton’un 3. Yasası (Etki-Tepki Yasası)

✅ Her etkiye karşı, eşit büyüklükte ve zıt yönde bir tepki kuvveti oluşur.
✅ Kuvvetler çiftler halinde bulunur.
✅ Bu kuvvetler farklı cisimler üzerine etki eder.

📌 Örnekler:

• Bir duvara yumruk attığımızda elimiz de aynı kuvvetle geri itilir.
• Roketler, havayı aşağı doğru iter ve yukarı doğru hareket eder.
• Zıpladığımızda yer bizi yukarı iter.

📌 Önemli Bilgi:

• Etki ve tepki kuvvetleri aynı büyüklükte ancak farklı cisimlere etki eder.
• Tepki kuvveti olmazsa hareket gerçekleşmez.

4. Günlük Hayatta Newton’un Hareket Yasaları

✅ Eylemsizlik nedeniyle araçta kemer takmak önemlidir.
✅ Araba hızlanırken Newton’un 2. yasası devreye girer.
✅ Yürüyebilmek için zemini geriye iteriz, zemin bizi ileri iter (3. yasa).

5. Örnek Soru ve Çözüm

Soru:
Bir 4 kg’lık cisme 8 N’luk bir kuvvet uygulanıyor. Cismin ivmesi kaçtır?

Çözüm:

📌 Cevap: 2 m/s²

Sonuç

✅ Newton’un 1. yasası, cisimlerin eylemsizliklerini açıklar.
✅ 2. yasa, kuvvet-ivme-kütle arasındaki ilişkiyi tanımlar.
✅ 3. yasa, etki-tepki kuvvetlerinin varlığını açıklar.
✅ Günlük hayatımızda hareketin her anında bu yasalar geçerlidir.

Kuvvet ve Dengelenmiş-Dengelenmemiş Kuvvetler

📌 Kuvvet, bir cismin hareketini, yönünü veya şeklini değiştiren etkidir. Cisimlere etki eden kuvvetler dengede olabilir ya da dengesiz olabilir.

1. Kuvvetin Tanımı ve Özellikleri

✅ Kuvvet vektörel bir büyüklüktür (büyüklüğü ve yönü vardır).
✅ Kuvvetin birimi Newton (N)’dur.
✅ Kuvvetler, farklı cisimler arasında ya da bir cisme birden fazla kuvvet etki edecek şekilde oluşabilir.

📌 Matematiksel Gösterim:

📌 Örnekler:

• Bir futbol topuna vurulduğunda hareket eder (kuvvet etkisiyle hızlanır).
• Bir yay sıkıştırıldığında şeklini değiştirir (kuvvetin şekil değiştirme etkisi).
• Sürtünme kuvveti bir cismin hareketini zorlaştırabilir.

2. Dengelenmiş Kuvvetler

✅ Bir cisme etki eden tüm kuvvetlerin bileşkesi sıfırsa, kuvvetler dengelenmiştir.
✅ Bu durumda cisim ya durur ya da sabit hızla hareket eder.

📌 Matematiksel Gösterim:

📌 Örnekler:

• Masanın üstündeki bir kitap hareket etmiyorsa, yerçekimi ve masa tarafından uygulanan tepki kuvveti birbirini dengeler.
• Sabit hızla giden bir araç, net kuvvet sıfır olduğu için dengelenmiş kuvvet altındadır.

📌 Önemli Bilgi:

• Dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde olan bir cisim ivme kazanmaz.
• Hareket hâlinde olabilir ancak sabit hızla gider.

3. Dengelenmemiş Kuvvetler

✅ Bir cisme etki eden net kuvvet sıfır değilse, kuvvetler dengelenmemiştir.
✅ Bu durumda cisim ivmelenir (hızlanır, yavaşlar veya yön değiştirir).

📌 Matematiksel Gösterim:

📌 Örnekler:

• Bir arabaya motor kuvveti uygulanırken sürtünme kuvveti daha küçükse, araç hızlanır.
• Bir çocuk salıncağı çektiğinde hareket başlar.
• Bir paraşütçü, yerçekimi kuvvetiyle aşağı düşerken hava direnci onu yavaşlatır.

📌 Önemli Bilgi:

• Dengelenmemiş kuvvetler bir cismi ivmelendirir.
• Kuvvet arttıkça ivme de artar (Newton’un 2. yasası).

4. Net Kuvvetin Hesaplanması

📌 Kuvvetler aynı yönde ise:

​

📌 Kuvvetler zıt yönde ise:

📌 Örnek:

• 10 N sağa ve 6 N sola etki eden iki kuvvetin net kuvveti:

📌 Örnek:

• Bir masa üzerinde durmakta olan bir kitap için:

​

• Kitap düşmüyor ve hareket etmiyorsa, kuvvetler dengelenmiştir.

5. Günlük Hayatta Dengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler

✅ Hareket eden bir bisiklet, pedal çevrilmezse sürtünme nedeniyle yavaşlar (dengelenmemiş kuvvet).
✅ Aynı hızda ilerleyen bir uçak, hava direnci ve motor kuvveti dengelendiği için sabit hızda gider (dengelenmiş kuvvet).
✅ İtiş yapılmadan duran bir kaykay, hareket etmez (dengelenmiş kuvvet).

📌 Örnek:

• Durağan bir cisme kuvvet uygulanmazsa hareketsiz kalır (1. yasa).
• Bir cisim net kuvvet etkisinde hızlanırsa ivmeli hareket yapar (2. yasa).
• Zemine kuvvet uygulandığında, yer de bizi aynı kuvvetle iter (3. yasa).

6. Örnek Soru ve Çözüm

Soru:
Bir cisme sağa doğru 12 N ve sola doğru 7 N büyüklüğünde iki kuvvet etki ediyor. Cisme etki eden net kuvvet nedir?

Çözüm:

📌 Cevap: 5 N, sağa doğru

Sonuç

✅ Dengelenmiş kuvvetlerde net kuvvet sıfırdır, cisim ya durur ya da sabit hızla hareket eder.
✅ Dengelenmemiş kuvvetlerde net kuvvet sıfır değildir, cisim ivmelenir.
✅ Kuvvetler farklı yönlerde etki edebilir ve net kuvvet, bu kuvvetlerin bileşkesi ile bulunur.
✅ Hareketin değişmesi için bir net kuvvet gereklidir.

Hareket ve Kuvvet Ünitesi Testi

1. Bir cismin hareket hâlinde olduğunu anlamak için hangi büyüklüğe bakılır?
   A) Kütle
   B) Konum değişimi
   C) Sıcaklık
   D) Hacim

2. Eylemsizlik yasasına göre, bir cisim üzerine dış kuvvet etki etmediğinde nasıl hareket eder?
   A) Düzgün hızlanarak hareket eder.
   B) Düzgün yavaşlayarak hareket eder.
   C) Sabit hızla hareket eder veya durur.
   D) Dış kuvvet olmadan da hareket edebilir.

3. Bir otomobil, 4 m/s² ivme ile hızlanıyorsa ve kütlesi 1000 kg ise, otomobile etki eden net kuvvet kaç Newton’dur?
   A) 400 N
   B) 2500 N
   C) 4000 N
   D) 1000 N

4. Aşağıdakilerden hangisi Newton’un üçüncü yasasına (etki-tepki yasasına) örnek değildir?
   A) Bir duvara yumruk atıldığında elin acıması.
   B) Roketlerin havaya yükselmesi.
   C) Hareket eden bir cismin sürtünmeden dolayı durması.
   D) Zemine basıldığında zeminin geri itmesi.

5. Aşağıdaki hareketlerden hangisi ivmelidir?
   A) Sabit hızla giden bir tren
   B) Işık hızında ilerleyen bir foton
   C) Fren yapan bir araba
   D) Düz bir yolda sabit hızla yürüyen bir insan

6. Aşağıdakilerden hangisi dengelenmiş kuvvetlere bir örnektir?
   A) Hızlanan bir bisiklet
   B) Duran bir masa
   C) Serbest düşen bir taş
   D) Bir çocuğun ittiği kaykay

7. Bir cisim üzerine etki eden net kuvvet sıfır olduğunda ne olur?
   A) Cisim ivmelenerek hareket eder.
   B) Cisim daima durur.
   C) Cisim ya sabit hızla hareket eder ya da durur.
   D) Cisim hızlanarak ilerler.

8. Bir cisme aynı yönde 6 N ve 8 N büyüklüğünde iki kuvvet uygulanıyor. Net kuvvet kaç Newton’dur?
   A) 2 N
   B) 12 N
   C) 14 N
   D) 48 N

9. Bir cisme zıt yönlü iki kuvvet uygulanıyor: biri 10 N sağa, diğeri 4 N sola. Net kuvvetin yönü ve büyüklüğü nedir?
   A) 6 N, sola
   B) 6 N, sağa
   C) 14 N, sağa
   D) 4 N, sola

10. Bir sporcu, başlangıç noktasından 20 m doğuya gidip, sonra 10 m batıya geri dönüyor. Sporcu için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
    A) Alınan yol: 30 m, Yer değiştirme: 10 m
    B) Alınan yol: 10 m, Yer değiştirme: 30 m
    C) Alınan yol: 20 m, Yer değiştirme: 10 m
    D) Alınan yol: 30 m, Yer değiştirme: 30 m

Cevap Anahtarı:

1 – B
2 – C
3 – C
4 – C
5 – C
6 – B
7 – C
8 – C
9 – B
10 – A