Cisimlerin şeklini, hareket doğrultusunu, yönünü değiştirebilen, durgun bir cismi harekete geçirebilen, hareketli bir cismi durdurabilen etkiye kuvvet adı verilir. Vektörel bir büyüklük olan kuvvet
\overrightarrow{\mathbf{F}}ile gösterilir. Şiddeti dinamometre ile ölçülen kuvvetin SI’daki birimi newton olup birim kısaltması N‘dir.
Kuvvetler, temas gerektirip gerektirmemesine bağlı olarak iki gruba ayrılır.
TEMAS GEREKTİREN KUVVETLER
Temas gerektiren kuvvetlerde kuvvet ile kuvvetin uygulandığı nesne arasında fiziksel temas vardır.
• akışkanların kaldırma kuvveti,
• itme kuvveti,
• çekme kuvveti,
• kas kuvveti,
• rüzgâr kuvveti,
• buhar kuvveti,
• sürtünme kuvveti,
• hava direnci
TEMAS GEREKTİRMEYEN KUVVETLER
Temas gerektirmeyen kuvvetlerde kuvvet ile kuvvetin uygulandığı nesnenin temas etmesi gerekmez. Bu kuvvetlere verilebilecek örnekler;
• manyetik kuvvet,
• elektriksel kuvvet,
• kütle çekim kuvveti,
• atom çekirdeğindeki nükleer kuvvetler
şeklindedir.
Temas gerektirmeyen kuvvetler, doğada var olan doğal kuvvet kaynaklarıdır. Bu kuvvetler kendi içinde dört gruba ayrılır.
1. Güçlü Nükleer Kuvvet: Bu kuvvetler, atom çekirdeğinde pozitif (+) yüklü protonların ve yüksüz (nötr) nötronların bir arada durmasını sağlayan kuvvettir. En şiddetli kuvvet olmasına rağmen atom çekirdeği boyutunda etkilidir.
2. Zayıf Nükleer Kuvvet: Pek çok parçacığın ve atom çekirdeğinin kararsız olmasından sorumludur. Güçlü nükleer kuvvetler gibi etkisi atom çekirdeği boyutlarında gözlenen kuvvettir.
3. Elektromanyetik Kuvvet: Elektrik yükleri arasındaki etkileşmeleri tanımlar. Durgun elektrik yüklerinin çevresinde elektrik alan oluşur ve durgun yükler yalnızca elektrostatik etkileşmelerde bulunur. Hareket eden yükler ise çevrelerinde manyetik alan oluşturarak elektromanyetik etkileşmelerde bulunur. Aynı cins elektrik yüküyle yüklü cisimler birbirini iterken zıt yüklü olanların çekmesi veya aynı cins mıknatıs kutupların birbirini iterken zıt kutupların birbirini çekmesi gibi durumları yöneten kuvvetlerdir. Elektromanyetik kuvvetlerin menzili sonsuz olup sonsuzda sıfır olur.
4. Kütle Çekim Kuvveti: Temel kuvvetler arasındaki en zayıf kuvvet olmasına rağmen evrenin bugünkü şeklinde en etkili olan kuvvettir. Newton tarafından tanımlanan kütle çekim kuvveti sadece çekme özelliği gösteren bir kuvvettir. Kuvvetin büyüklüğü kütlelerin büyüklüğü ile doğru, kütleler arasındaki mesafenin karesi ile ters orantılıdır. Kütle çekim kuvvetlerinin menzili sonsuz olup sonsuzda sıfır olur.
Kütle çekim kuvveti G=6,67.10-11 N.m2 /kg2 olmak üzere,
{F}{=}{G}\frac{{M}_{1}.{M}_{2}}{{d}^{2}}şeklinde ifade edilir.
BİLEŞKE KUVVET
Bir cisme aynı anda birden fazla kuvvet uygulanabilir. Uygulanan bütün kuvvetlerin etkisini tek başına gösterebilen kuvvete bileşke kuvvet (net kuvvet) adı verilir. Başka bir ifadeyle bileşke kuvvet, cisme etki eden kuvvetlerin vektörel toplamıdır.
\overrightarrow{\mathbf{R}}ile gösterilir.
Cisme etki eden aynı yön ve doğrultudaki kuvvetlerin bileşkesi kuvvetlerle aynı yön ve doğrultuda olur. Büyüklüğü ise iki kuvvetin büyüklüğünün toplamı kadardır.
Cisme etki eden aynı yön ve doğrultudaki kuvvetlerin bileşkesi uygulanan kuvvetlerle aynı doğrultuda olur. Bileşke kuvvetin yönü, büyük olan kuvvetin yönündedir. Bileşke kuvvetin büyüklüğü ise kuvvetlerin büyüklüklerinin birbirinden çıkartılması ile bulunur.
DENGELENMİŞ VE DENGELENMEMİŞ KUVVETLER
Hareket hâlinde dengede olan cisme sabit hızla giden bir araç örnek olarak verilebilir. Araca dışarıdan bir kuvvet uygulanmadığı sürece araç dengede olur ve aynı hızla hareketine devam eder. Cisim dengedeyse bu cisim üzerine etki eden kuvvetlerin toplamı yani net kuvvet sıfırdır. Bu şartı sağlayan kuvvetlere dengelenmiş kuvvetler denir.
Denge şartını bozan kuvvetlere dengelenmemiş kuvvetler denir. Dengelenmemiş kuvvetlerin etkisinde kalan cisim, bileşke kuvvet doğrultusunda ivmeli hareket eder.