🎨 2026 TYT Fizik: Bağlı Cisimlerde Gerginlik Nasıl Hesaplanır? Adım Adım Çözüm
Bağlı cisimler, fizik problemlerinde sıkça karşımıza çıkan ve birden fazla cismin birbirine iple ya da benzeri bir araçla bağlı olduğu sistemlerdir. Bu sistemlerdeki gerginliği hesaplamak, Newton'ın hareket yasalarını anlamak için önemlidir. İşte adım adım çözüm:
📌 1. Adım: Sistemi Anlamak ve Serbest Cisim Diyagramı Çizmek
Öncelikle sistemi dikkatlice inceleyin. Hangi cisimler birbirine bağlı? Hangi kuvvetler etki ediyor? Yerçekimi, uygulanan kuvvetler, sürtünme vs. Daha sonra her bir cisim için ayrı ayrı serbest cisim diyagramı çizin. Bu diyagramda, cisme etki eden tüm kuvvetleri oklarla gösterin.
- 🍎 Serbest Cisim Diyagramı: Her cismi ayrı ayrı ele alarak, üzerine etkiyen tüm kuvvetleri (ağırlık, gerginlik, sürtünme vs.) gösteren bir çizimdir.
- 🍎 Kuvvetlerin Yönü: Kuvvetlerin doğru yönlerde gösterilmesi çok önemlidir. Örneğin, ağırlık her zaman aşağı doğrudur.
📌 2. Adım: Newton'ın İkinci Yasasını Uygulamak
Newton'ın ikinci yasası, bir cisme etki eden net kuvvetin, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşit olduğunu söyler: $\vec{F}_{net} = m \cdot \vec{a}$. Her bir cisim için bu yasayı ayrı ayrı uygulayın. Kuvvetleri x ve y eksenleri üzerindeki bileşenlerine ayırarak denklemleri yazın.
- 🍎 Newton'ın İkinci Yasası: $F = ma$ (Kuvvet = Kütle x İvme)
- 🍎 Bileşenlere Ayırma: Eğer kuvvetler eksenlere paralel değilse, x ve y bileşenlerini bulun.
📌 3. Adım: Gerginlik Kuvvetini Bulmak
İpteki gerginlik kuvveti, ipin her iki ucunda da aynı büyüklükte ve zıt yöndedir. Denklem sistemini çözerek gerginlik kuvvetini bulun. Genellikle, birden fazla denklem ve bilinmeyen olacaktır. Bu durumda, denklemleri çözmek için matematiksel yöntemler (yerine koyma, yok etme vs.) kullanmanız gerekir.
- 🍎 Gerginlik (T): İpteki çekme kuvvetidir ve ip boyunca aynıdır.
- 🍎 Denklem Çözme: Birden fazla bilinmeyen varsa, denklem sistemini çözmek için matematiksel yöntemler kullanın.
📌 4. Adım: İvmeyi Hesaplamak
Eğer sistemdeki cisimlerin ivmesi isteniyorsa, bulduğunuz gerginlik kuvvetini kullanarak Newton'ın ikinci yasasından ivmeyi hesaplayabilirsiniz. Her cismin ivmesi farklı olabilir, bu yüzden dikkatli olun.
- 🍎 İvme (a): Hızdaki değişim oranıdır.
- 🍎 Farklı İvmeler: Bağlı cisimlerde, her cismin ivmesi aynı olmak zorunda değildir.
📌 Örnek Soru Çözümü
Soru: Kütleleri $m_1 = 2$ kg ve $m_2 = 3$ kg olan iki cisim, sürtünmesiz yatay bir düzlemde iple birbirine bağlanmıştır. $m_2$ kütlesine $F = 10$ N'luk yatay bir kuvvet uygulanıyor. İpteki gerginliği (T) ve sistemin ivmesini (a) bulun.
- 🍎 Adım 1: Serbest cisim diyagramlarını çizin. $m_1$ için sadece gerginlik kuvveti (T) varken, $m_2$ için uygulanan kuvvet (F) ve gerginlik kuvveti (T) vardır.
- 🍎 Adım 2: Newton'ın ikinci yasasını uygulayın:
- $m_1$ için: $T = m_1 \cdot a$
- $m_2$ için: $F - T = m_2 \cdot a$
- 🍎 Adım 3: Denklem sistemini çözün. İlk denklemden $T = 2a$ elde ederiz. Bunu ikinci denklemde yerine koyarsak:
$10 - 2a = 3a$
$5a = 10$
$a = 2 \, m/s^2$
- 🍎 Adım 4: Gerginliği bulun:
$T = 2 \cdot 2 = 4 \, N$
Cevap: İpteki gerginlik 4 N ve sistemin ivmesi 2 m/s²'dir.
📌 Sonuç
Bağlı cisimlerde gerginlik hesaplama problemleri, Newton'ın hareket yasalarını anlamak ve uygulamak için harika bir fırsattır. Adımları dikkatlice takip ederek ve bolca pratik yaparak bu tür soruları kolaylıkla çözebilirsiniz. Başarılar!
