Fizik I · 4. Ünite: Dinamik: Newton'un Hareket Yasaları

Ağırlık - Yerçekimi Kuvveti ve Normal Kuvvet

Yeryüzündeki hemen her mekanik problemde iki kuvvet yer alır: cismi Dünya'ya doğru çeken yerçekimi kuvveti (ağırlık) ve cismin dayandığı yüzeyin uyguladığı normal kuvvet. Bu konuda ağırlığı Newton'un kütleçekim yasasından türetecek, $g$'nin yükseklik ve derinlikle nasıl değiştiğini görecek, normal kuvvetin bir tepki kuvveti olarak her durumda yeniden hesaplanması gerektiğini asansör, eğik kuvvet ve eğik düzlem örnekleriyle öğrenecek ve "görünür ağırlık" ile ağırlıksızlık kavramlarını doğru yorumlayacaksınız.

Öğrenme hedefleri

Konu anlatımı

  1. Bağlam: Bir tartı neyi ölçer?

  2. Yerçekimi kuvveti ve g'nin türetilmesi

  3. Normal kuvvet ve görünür ağırlık

  4. Çözümlü örnekler

  5. Grafik ve tablo yorumu; simülasyonda keşif

  6. Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları

  7. Bağlantılar ve özet

Anahtar terimler

Ağırlık (weight)
Yerçekiminin cisme uyguladığı kuvvet, W = mg; yönü Dünya'nın merkezine doğrudur.
Yerçekimi ivmesi g
Yüzeyde yaklaşık 9,8 m/s²; g = GM/R² ile verilir ve yükseklikle azalır.
Normal kuvvet
Yüzeyin cisme uyguladığı, yüzeye dik temas kuvveti; değeri ΣF = ma ile bulunur.
Görünür ağırlık
Tartının okuduğu N değeri; ivmeli sistemde mg'den farklı olabilir.
Ağırlıksızlık
N = 0 olduğu hâl; cisim ve çevresi aynı ivmeyle düşer, yerçekimi yok olmaz.
Kütleçekim yasası
F = GMm/r²: iki kütle arasındaki çekim kuvveti, uzaklığın karesiyle ters orantılıdır.
Kısıt kuvveti
Cismin hareketini sınırlayan ve değeri duruma göre belirlenen kuvvet (normal kuvvet, gerilme).
Kalkma koşulu
Normal kuvvetin sıfır olduğu eşik; cisim yüzeyden ayrılır.

Örnek soru

Kütlesi $80\,\text{kg}$ olan bir kişinin Dünya yüzeyindeki ağırlığı yaklaşık kaç newton'dur? ($g = 9{,}8\,\text{m/s}^2$)

  1. $80$
  2. $8{,}2$
  3. $800$
  4. $784$
  5. $78{,}4$

Doğru cevap: D

Çözüm

1. $W = mg = 80\times9{,}8 = 784\,\text{N}$.
Sonuç: $784\,\text{N}$. $80$ yanıtı kütlenin sayısal değerini ağırlık sanmaktır; $8{,}2$ kütleyi $g$'ye bölmektir ($m/g$); $800$ $g = 10$ yaklaşımıdır (bu derste $9{,}8$ alınır); $78{,}4$ ise ondalık kaymasıdır.

Fizik I: tüm konular