Qüvvə Vahidi : Anlayışın izahı, Tətbiqi

Bütün canlı və cansız aləmdə hərəkət, dəyişiklik və təsir, bir sözlə həyatın özü qüvvə ilə bağlıdır. İnsanlar qədimdən bəri ətraflarında baş verən hadisələri anlamağa çalışıblar və bütün bu hadisələrin kökündə bir amilin – qüvvənin dayandığını müşahidə ediblər. Qüvvə, hər bir fiziki cismə təsir edən və onun vəziyyətini, sürətini və ya istiqamətini dəyişən əsas fiziki hadisədir. Məhz buna görə də, gündəlik həyatımızda və elm aləmində bu amilin ölçülməsi və vahidlərə ayrılması xüsusi əhəmiyyət daşıyır. Qüvvə vahidi anlayışı isə sadə görünsə də, fizikanın ən fundamental anlayışlarından biridir. Qüvvə vahidi, müxtəlif ölçü sistemlərinə görə dəyişə bilər və hər bir sistemdə bu vahidlərə xüsusi adlar verilib.

Qüvvə Anlayışı və Qüvvə Vahidi Nədir?

Qüvvə fiziki bir anlayış kimi hər bir cismə təsir edərək onun sürətini və ya istiqamətini dəyişdirə bilən, eyni zamanda cismin formasını da dəyişə bilən vektorial kəmiyyət kimi təyin edilir. Yəni qüvvənin həm miqdarı, həm də istiqaməti var.

Qüvvə vahidi dedikdə isə, qüvvənin ölçülməsi üçün qəbul edilmiş və beynəlxalq səviyyədə standartlaşdırılmış ölçü vahidi nəzərdə tutulur. Fizikada qüvvə, əsasən, “F” hərfi ilə işarə edilir və ən çox istifadə olunan vahidlərdən biri “nyuton” (Newton, N) hesab olunur. Lakin tarix boyu və müxtəlif ölkə və elmi məktəblərdə qüvvənin ölçülməsi üçün başqa vahidlər də tətbiq edilib – məsələn, dina, funt, kilopond və s.

Qüvvə vahidi sadəcə texniki bir anlayış deyil, eyni zamanda gündəlik həyatda çox istifadə olunan, hər bir insanın az-çox rastlaşdığı bir ölçüdür. Məsələn, qapının açılması üçün lazım olan güc, yükün qaldırılması, avtomobilin sürətləndiriləsi və s. kimi gündəlik proseslərdə qüvvə amili və onun ölçülməsi əsas rol oynayır.

Qüvvə Vahidləri

Qüvvə vahidlərinin yaranma və inkişaf tarixi insan sivilizasiyasının elmə olan marağı ilə bilavasitə bağlıdır. Əvvəllər qüvvənin ölçülməsi üçün müxtəlif yerli vahidlərdən istifadə olunurdu. Elmin inkişafı ilə birlikdə isə bu vahidlər standartlaşdırıldı və beynəlxalq səviyyədə qəbul olundu.

Ən geniş yayılmış qüvvə vahidləri bunlardır:

Nyuton (N) – Beynəlxalq vahidlər sistemində (SI) qüvvə vahididir və ən çox istifadə olunur. Bir nyuton qüvvə, bir kiloqramlıq cismi bir saniyədə bir metr sürətləndirməyə kifayət edir.

Dina (dyn) – Sentiqram-santimetr-ikinci (CGS) sistemində istifadə olunan qüvvə vahididir. Bir dina qüvvə, bir qram kütləni bir saniyədə bir santimetr sürətləndirməyə bəs edir.

Funt qüvvə (lbf) – İngilis ölçü sistemində qüvvə vahididir və əsasən ABŞ və bəzi ölkələrdə istifadə olunur.

Kilopond (kp) – Başqa bir ölçü sistemi olan MKS-də istifadə olunub və 1 kq kütlənin yer səthindəki ağırlığına bərabər olan qüvvədir.

Qüvvə Vahidinin Riyazi Təyini və Ölçü Sistemi

Qüvvənin ölçülməsi üçün əsas tənlik aşağıdakı kimidir:

F = m × a

Burada,
F – qüvvə (N, dyn, lbf və s.),
m – kütlə (kq, qram və s.),
a – sürətlənmə (m/s², sm/s² və s.).

Bu tənlikdən görünür ki, qüvvə ölçüsü həm kütlə, həm də sürətlənmə ilə birbaşa bağlıdır. SI sistemində qüvvə vahidi nyuton olaraq təyin edilir:

1 N = 1 kq × 1 m/s²

CGS sistemində isə vahid dinadır:

1 dyn = 1 q × 1 sm/s²

Bu iki sistem arasında çevirmə üçün belə düsturdan istifadə olunur:

1 N = 100 000 dyn

Qüvvə Vahidinin Həyatımızdakı Tətbiqi

Qüvvə və onun vahidləri gündəlik həyatımızda geniş istifadə olunur. Bu, əsasən texnika, mühəndislik, idman, avtomobilçilik və bir çox sahələrdə tətbiq edilir.

Məsələn:

• Bir avtomobilin mühərrikinin gücü və sürətlənməsi,
• İdmançının tullandığı məsafə və ya qaldırdığı yük,
• Kranın və ya digər mexanizmlərin işləməsi zamanı tətbiq olunan qüvvə,
• Təbiətdə – küləyin, axar suyun və ya digər təbii qüvvələrin təsiri.

Bütün bu proseslərdə doğru ölçü və hesablamalar üçün qüvvə vahidləri əsas göstəricilərdir.

Qüvvə Momentinin Vahidi və Onun Tətbiqi

Qüvvə momenti, bir cismin müəyyən bir nöqtəyə və ya ox ətrafında fırlanmasına səbəb olan təsiri ifadə edir. Yəni, qapının qolu ilə fırladılması və ya vintin bərkidilməsi zamanı tətbiq olunan təsir qüvvə momenti adlanır.

Qüvvə momentinin vahidi SI sistemində – Nyuton-metr (N·m), CGS sistemində isə – Dina-santimetr (dyn·cm) hesab olunur.

• 1 N·m = 100 000 dyn·cm

Qüvvə momenti mühəndislikdə, xüsusən də mexaniki sistemlərdə, avtomobillərdə, texniki avadanlıqlarda və gündəlik istifadə olunan alətlərdə böyük əhəmiyyət daşıyır.

Qüvvə Impulsu və Onun Vahidi

Qüvvə impulsu fiziki mənada, bir qüvvənin müəyyən zaman ərzində cismə göstərdiyi təsirin miqdarını göstərir. Yəni, hər hansı bir cismə qısa müddət ərzində böyük qüvvə tətbiq olunursa, həmin cismin impulsunda dəyişiklik yaranır.

Qüvvə impulsunun vahidi – Nyuton-saniyə (N·s)
Bu, SI sistemində qəbul olunmuş vahiddir və real həyatda avtomobil qəzası, topun atılması, idman oyunlarında və s. sahələrdə geniş tətbiq olunur.

Qüvvə Qolunun Vahidi

Qüvvə qolu fiziki mənada, qüvvə təsir nöqtəsi ilə fırlanma oxu arasında olan məsafəni ifadə edir. Yəni, bir cismin fırlanmasına səbəb olan qüvvənin tətbiq olunduğu məsafə qüvvə qolu adlanır.

Qüvvə qolunun vahidi – metr (m), santimetr (sm)
Bu anlayış gündəlik həyatda, mühəndislikdə və fiziki təcrübələrdə istifadə olunur.

Qüvvə və Onun Müxtəlif Sahələrdə Vahidlərindən İstifadə

Qüvvə və onun müxtəlif vahidləri bir çox sahədə geniş istifadə olunur:

1. Elm və təhsil: Fizika dərslərində, laboratoriya təcrübələrində.
2. Mühəndislik: Tikinti, maşınqayırma, avtomobil sənayesi, robot texnikası.
3. Tibb: Ortopediya və biomekanik analizlərdə.
4. İdman: İdmançının gücünün və performansının ölçülməsində.
5. Məişət: Evdə işlədilən alətlərin və cihazların istifadə qaydalarında.

Bütün bu sahələrdə qüvvənin ölçülməsi və doğru vahiddə ifadə olunması çox vacibdir, çünki səhv ölçü və hesablamalar təhlükəli nəticələrə gətirib çıxara bilər.

Qüvvə Vahidləri: Müqayisəli Cədvəl

Aşağıda qüvvə vahidlərinin əsas sistemlər üzrə müqayisəsi təqdim olunur:

Qüvvə Vahidlərinin Beynəlxalq Standartlaşması

Bu gün dünyada qüvvənin ölçülməsi üçün ən çox istifadə olunan və elmi cəhətdən qəbul edilmiş vahid – SI sistemindəki nyutondur. Bütün elmi işlərdə, texniki hesabatlarda, sənaye və istehsalatda əsasən bu vahid tətbiq edilir. Lakin, bəzi ölkələrdə və ya xüsusi sahələrdə köhnə vahidlərdən (dina, kilopond, funt-qüvvə və s.) hələ də istifadə oluna bilər.

Qüvvə Vahidləri Dilimizdə və Elmi Ədəbiyyatda

Qüvvə və onun vahidləri həm Azərbaycan, həm də beynəlxalq elmi ədəbiyyatda geniş işlədilir. Elmi terminologiyada və gündəlik danışıqda “qüvvə”, “qüvvə vahidi”, “nyuton”, “dina”, “qüvvə momenti”, “qüvvə impulsu” kimi ifadələrdən istifadə olunur.

İngilis dilində isə bu anlayışlar aşağıdakı kimidir:

• Qüvvə – Force
• Qüvvə vahidi – Unit of force
• Nyuton – Newton
• Dina – Dyne
• Qüvvə momenti – Moment of force
• Qüvvə impulsu – Impulse of force
• Qüvvə qolu – Arm of force

Qüvvə və onun vahidləri yalnız fizika dərslərində və elmi işlərdə deyil, gündəlik həyatımızın hər anında qarşımıza çıxır. Evdə bir əşyanı qaldırmaqdan tutmuş, avtomobili idarə etməyə, idman yarışlarında qalib gəlməkdən tutmuş, mühəndislik layihələrində ən mürəkkəb hesablara qədər hər yerdə qüvvənin düzgün hesablanması və onun vahidinin seçilməsi vacibdir.

Qüvvə vahidləri, insan sivilizasiyasının elmi inkişafı ilə birgə formalaşıb, dəfələrlə təkmilləşib və bu gün beynəlxalq səviyyədə standartlaşdırılıb. Hər bir ölkədə, hər bir elm sahəsində doğru vahiddən istifadə olunması, elmi araşdırmaların və gündəlik fəaliyyətin dəqiq və təhlükəsiz aparılması üçün əsas şərtdir.

Ən çox verilən suallar