Bu makale paralel kuvvetlerin ne olduğunu açıklamaktadır. Ayrıca paralel kuvvet sistemlerinin örneklerini de bulacaksınız. Son olarak, aynı yöndeki paralel kuvvetler sisteminden ve farklı yöndeki paralel kuvvetlerden oluşan bir sistemden kaynaklanan kuvvetin nasıl hesaplanacağını görebileceksiniz.
Paralel kuvvetler nelerdir?
Paralel kuvvetler etki çizgileri paralel olan kuvvetlerdir. Başka bir deyişle, iki veya daha fazla kuvvet aynı yöne sahip olduklarında paraleldir.
İki paralel kuvvet aynı yöne sahip olabileceği gibi zıt yönlere de sahip olabilir. Ancak üzerine yansıtıldıkları çizgiler paralel olduğu sürece kuvvetler paralel kabul edilir.
Tanım gereği iki paralel kuvvetin eş zamanlı kuvvetler olamayacağını, ancak eşdoğrusal kuvvetler olabileceğini unutmayın.
Paralel Kuvvet Örnekleri
Paralel kuvvet kavramını tam olarak anlamak için, bu tür kuvvete ilişkin günlük hayattan alınan iki örneği burada bulabilirsiniz.
Örneğin, iki kişi çok ağır bir nesneyi aynı anda yatay olarak hareket ettirmeye çalıştığında, her iki kişi de nesneyi aynı tarafa hareket ettirmek istediğinden, aynı yönde iki paralel kuvvet uyguluyorlar.
İki paralel kuvvete bir başka örnek de her iki ayağımızla aynı anda zıplamamızdır. Atlamak için her bacak yere dikey bir kuvvet uygular.
Aşağıdaki bölümlerde iki paralel kuvvetin nasıl bir sonuç kuvvetiyle değiştirildiğini göreceğiz. Ancak aşağıdaki paralel kuvvetler egzersizlerini anlayabilmek için öncelikle denge koşullarının ne olduğunu bilmeniz gerekir.
Aynı yöndeki paralel kuvvetler
Aynı yöndeki iki paralel kuvvetten kaynaklanan kuvvet, değeri paralel kuvvetlerin modüllerinin toplamı olan bir kuvvettir ve uygulama noktası aşağıdaki ilişkiye yanıt verir:
Ortaya çıkan kuvvetin uygulama noktasını elde etmek için kullanılan denklem, moment denge koşulunun, yani ikinci denge koşulunun uygulanmasından gelir.
Örneğin, aynı yönde 12 m uzunlukla ayrılmış iki paralel kuvveti toplamak istersek, ortaya çıkan kuvvetin değerini bulmak için önce kuvvetlerin yoğunluklarını toplamamız gerekir:
Artık kuvvetin uygulama noktasını belirlemek kalıyor. Bunu yapmak için aşağıdaki denklemi çözmeliyiz:
Sonuç olarak, bu iki paralel kuvvetin oluşturduğu sistemden kaynaklanan kuvvet 24 N büyüklüğünde bir kuvvet olup, birinci kuvvetin uygulama noktasının 7,5 m sağında yer almaktadır.
Ters yöndeki paralel kuvvetler
Zıt yöndeki iki paralel kuvvetin sonuçta ortaya çıkan kuvveti, değeri paralel kuvvetlerin modüllerindeki farka eşit olan bir kuvvettir ve bunun uygulama noktasını hesaplamak için aşağıdaki ilişkiyi uygulamak gerekir:
Örneğin, 8 m uzunlukla ayrılan farklı yönlerdeki 11 N ve 7 N’lik iki paralel kuvveti bunların sonuçtaki kuvvetiyle değiştirmek istersek, ortaya çıkan kuvvetin değerini bulmak için önce kuvvetlerin büyüklüğünü çıkarmamız gerekir. :
Ortaya çıkan kuvvetin modülü hesaplandıktan sonra geriye kalan tek şey uygulama noktasını bulmaktır, bu nedenle aşağıdaki denklemi öneriyoruz ve çözüyoruz:
Bu paralel kuvvetler sisteminin sonuçta ortaya çıkan kuvveti, bu nedenle, 4 N büyüklüğünde bir kuvvettir ve birinci kuvvetin uygulama noktasının 14 m solunda bulunur.
Öte yandan, zıt yönlerdeki iki paralel kuvvetin şiddeti aynı olduğunda fizikte bunlara bir kuvvet çifti deriz. Birkaç kuvvetin özelliği bir moment yaratması ve dolayısıyla cismi döndürmesidir. Bazı kuvvetlerin momentinin nasıl hesaplandığını buraya tıklayarak görebilirsiniz: