9. sınıf Kuvvet dört temel kuvvet konusu ders notları yazılı konu anlatımı

9. sınıf Kuvvet dört temel kuvvet  konusu ders notları yazılı konu anlatımı, açıklama, konusu  Kuvvet nedir türler, ve özellikler,

 

 

Kuvvet vektörel bir büyüklüktür.Dolayısıyla vektörlerle ilgili bütün özellikler kuvvetler içinde geçerlidir.Kuvvet F ile gösterilir vedinamometre denilen yaylı kantarla ölçülür.


Kuvvet kavramı ilk olarak klasik mekaniğin ikinci hareket yasasında görülmektedir. Bir cisim üzerine etkiyen bir net kuvvet onunivmelenmesine yani hızının değişmesine neden olur. Kuvvet (F), kütle m, ivme de aolmak üzere, F=m.a şeklinde ifade edilir. Kuvvet, niteliği gereği yöneysel bir büyüklüktür, belirleyici dört unsuru vardır; başlangıç noktası, doğrultusu, şiddeti ve yönü. Birimi de Newton ya da dyne‘dir.

Kuvvetin Cisimlerin hareketi üzerinde etkileri

  • Kuvvet etki ettiği cisimlere hareket kazandırır
  • Kuvvet cisimlerin hızını değiştirir
  • Hareket eden cisimlerin yönlerini değiştirir
  • Cisimlerin şekil değiştirmesine neden olabilir.
  • Cisimler üzerinde döndürme etkileri bulunur veya bulunmaz

Doğadaki dört temel kuvvet

1-Nükleer kuvvet
2-Elektriksel kuvvetler
3-Magnetik kuvvet
4-Kütle çekim kuvveti

kütle çekim  kuvveti


Kütleçekim veya yerçekimi, kütlesi bulunan maddelerin birbirlerine doğru ivmelenme eğilimidir. Elektromanyetik kuvvet, Zayıf ve Güçlü Nükleer Kuvvet ile birlikte doğadaki dört temel kuvveti oluşturur. Kütleçekim, bu dört kuvvet arasında en zayıf olanıdır. Kütleçekimin önemli özellikleri şunlardır:

  • Kütleçekimi kuvveti, bir parçacığın kütlesine etki eder.
  • Kütleçekimi kuvveti, sınırsız bir alanı kapsar.
  • Kuvvet çok zayıftır. Gündelik iki eşyanın bir birine uyguladığı kütleçekim kuvvetini ölçmek günümüz teknolojisi ile mümkün değildir.
  • Kuvvet taşıyıcısı graviton’lardır.
  • Gravitonların spini 2 olduğundan, aynı yüklü gravitonlar birbirini çeker. Zıt yüklü gravitonlar ise bir birlerini iterler.

Evrensel Kütleçekim
Sir Isaac Newton, 1687 yılında yayımladığı Philosophiae Naturalis Principia Mathematica adlı eserinde kütleçekim kuvvetini şöyle tanımlamıştır:


 


Burada; M1 ve M2 cisimlerin kütleleri, R aralarındaki uzaklık, G ise, 
6.68 × 10−12 N m2 kg−2değerinde olan evrensel kütle çekim sabitidir.Einstein`in Görelilik Kuramı ile Kütle Çekiminin Açıklanması
Maddelerin uzaktan birbirlerine kuvvet uygulaması, başta Newton olmak üzere birçok fizikçiyi rahatsız etmişti. Fakat Newton’un birçok pratik uygulamada geçerli sonuçlar veren fikirleri, 20. yüzyıl’a kadar geçerli kaldı. 20. yüzyılda Alman asıllı fizikçi Albert Einstein, Genel Görelilik kuramında dört boyutlu uzay-zamanın maddenin varlığı ile büküldüğünü (kıvrıldığını), fakat dört boyutlu uzay-zamandaki bu değişikliği sanki bir kuvvet uygulanıyormuş gibi gözlemlediğimizi öne sürdü. Genel Görelilik ile gelen bu açıklama, günümüzde itibar edilen açıklamadır.

elektromanyetik kuvvet


Tanım
Elektrik kuvveti, yüklü iki parçacığın birbirini ittiği (yükleri aynı işaretli ise) ya da bibrirlerini çektiği (yükleri zıt işaretli ise) kuvvettir.
Manyetik kuvvet, elektrik yüklü bir parçacığın manyetik alandan geçerken üzerine etki eden kuvvettir. Bir manyetik alan, bir sarmalın sarımlarında dolaşan elektron örneğinde olduğu gibi, elektrik yüklü parçacıklar hareket ettiğinde ortaya çıkar.
Elektrik kuvveti ve manyetik kuvvet birbirlri ile ilişkilidir. James Clerk Maxwell , 1873’de elektrik ve manyetik kuvvet alanlarının uyduğu eksiksiz denklemleri bulmayı başardı ve böylece günümüzde elektromanyetizma denilen kuramı elde etmiş oldu.
Elektromanyetik kuvvetin temel parçacıklara etki ederken gösterdiği özellikler şu şekilde sıralanabilir.

  • Kuvvet, elektrik yükü üzerine evrensel bir şekilde etkir.
  • Kuvvet, çok büyük bir menzile sahiptir (manyetik alanın yıldızlarası etkisi vardır).
  • Kuvvet oldukça zayıftır. Kuvvetin şiddeti, elektron yükünün karesinin 2hc (2 x Planck sabiti x ışık hızı)’na bölümüne eşittir. Bu oran yaklaşık 1/137,036 dır.
  • Bu kuvvetin taşıyıcısı, durgun kütlesi sıfır, spini 1 olan ve foton denilen bir parçacıktır. Fotonun kendisinin elektrik yükü yoktur.

Tarihçe
Tarihte elektrik ve manyetizmanın ilk etkileri Çinliler ve Yunanlar tarafından incelenmiştir. Yunanlar bir parça kehribarın sürtüldüğünde bazı nesneleri çektiğini gözlemlemiştir (Elektron kelimesi kehribarın yunanca karşılığından türemiştir). Daha sonra Oersted, Coulomb, Ampere, Biot, Savart ve Gauss’un teorik ve deneysel çalışmalarıyla elektrik ve manyetizma ile ilgili gelişmeler sağlanmıştır. Deneysel açıdan elektrik ve manyetizmaya en büyük katkının Michael Faraday tarafından yapıldığı söylenebilir. Bütün bu bilim adamlarınca biriktirilen bilgiler James Clerk Maxwell tarafından dört denklem altında toplanmıştır. Bu denklemler Maxwell denklemleri olarak bilinir ve kuantumfiziği öncesi bilinen bütün elektrik ve manyetik görüngüleri açıklamaktadır.

 

güçlü nükleer kuvvet


Kuarklar ve gluonlar arasındaki etkileşim güçlü etkileşim olarak adlandırılır ve bu etkileşim kuvantum renkdinamiği kuramı (QCD) ile betimlenir. Güçlü etkileşim, gluonlar tarafından taşınan ve kuarklar ile karşı-kuarklara, ayrıca gluonların kendilerine etki eden kuvvettir.
Güçlü etkileşim doğrudan temel parçacıklara etki ediyor olmasına rağmen bu kuvvet hadronlar arasındaki nükleer kuvvet olarak da karşımıza çıkar. Güçlü etkileşime giren parçacıkların doğrudan gözlemlenmesinin olanaksız olduğu pek çok serbest quark gözlemleme çalışmasının başarısızlıkla sonuçlanması sonucu anlaşılmıştır. Sadece hadronların gözlemlenebilmesi görüngüsü asimptotik özgürlük kuramı ile açıklanır.Tarihçe
1970’li yıllara kadar Proton ve nötronlar’ın temel parçacıklar olduğu düşünülüyordu ve kuvvetli etkileşim ifadesi bugün nükleer kuvvet olarak bildiğimiz çekirdek içi kuvvetler için kullanılmaktaydı. Gözlemlenen kuvvet aslında kuvvetli etkileşiminin mezon ve baryonlar, yani hadronlar üzerindeki kalıntı etkileri idi. Bu kuvvet atom çekirdeğindeki protonlar arasındaki elektrostatik itme kuvvetini yenerek çekirdeği bir arada tutabilecek kadar güçlü olmalıydı; bu nedenle çekirdek içi etkileşim, güçlü etkileşim olarak adlandırıldı. Kuarkların keşfini ile birlikte bilimadamları kuvvetin protonlara değil, onları oluşturan kuark ve gluonlara etki ettiğini anladılar. Farkın anlaşılmasının ardından eski kavram kalıntı güçlü etkileşim, yeni kavram ise renk kuvveti olarak adlandırıldı.Ayrıntılar
Parçacık fiziğinde standart modelin bir kısmı olan kuvantum renkdinamiği, SU(3) olarak adlandırılan yerel (ayar) simetri grubu üzerine kurulu bir Abelyen olmayan ayar kuramıdır. Güçlü etkileşimin kuvveti güçlü bağlaşım sabiti ile belirlenir. Bağlaşım sabiti etkileşen parçacıkların renk yüküne ve aralarındaki mesafenin/etkileşim enerjisinin büyüklüğüne göre değişir. Kuarklar ve gluonlar renk yükü taşıyan ve dolayısıyla güçlü etkileşime girebilen yegane temel parçacıklardır.

Zayıf Nükleer Kuvvet veya Zayıf Etkileşim



Zayıf kuvvet, ya da zayıf nükleer kuvvet, pek çok parçacığın ve hatta pek çok atom çekirdeğinin kararsız olmasından sorumludur. Zayıf kuvvetin etki ettiği parçacık, bozunarak, kendisiyle akraba bir parçacığa dönüşür. Bu esnada bir elektron ile bir nötrino çiftini ortaya çıkartır.
Enrico Fermi, 1930’ların ortasında zayıf kuvvet için genel bir formül buldu. Daha sonra teori, George Sudarshan, Robert Marshak, Murray Gell-Mann ve Richard Feynman tarafından geliştirildi.

  • Kuvvet her parçacığa evrensel bir şekilde etki eder. Şiddeti her parçacık için aynıdır.
  • Çok kısa menzillidir.
  • Adından da anlaşılacağı üzere, kuvvet oldukça zayıftır.
  • Zayıf kuvveti taşıyıcıları W+, W-‘dir. Bu parçacıklar 1980’lerin başında bulunmuştur. Spinleri 1, kütleleri çok büyüktür. Ayrıca yüksüz akım taşıyıcısı Z0 da zayıf kuvvet taşıyıcılarından biridir.

Yorumunuz için teşekkürler