BİYOMEKANİK · HAFTA 4

Kuvvet, Tork
ve Denge

Aynı halter, aynı ağırlık: neden eklemlere binen yük değişiyor?
Prof. Dr. İzzet İNCE
Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi · Spor Bilimleri Fakültesi
Antrenörlük Eğitimi Bölümü · 2026–2027
Bugün

Dersin Yol Haritası

"Diz parmak ucunu geçmesin" kuralının bedelinden başlıyoruz; torku, dengenin iki koşulunu ve squatta yükün eklemler arasında paylaşımını canlı hesaplıyor, kararlılık ve sürtünmeyi tartışıyoruz.
01

Tork: τ = F · d

02

Moment kolu

03

Dengenin iki koşulu

04

Canlı: squat torku

05

Kararlılık

06

Sürtünme

Bugünün sonunda bir squat biçiminin yükü hangi ekleme kaydırdığını hesaplayabileceksiniz.
Önce Temel · Eklem Yükünün Dili

Newton, Newton-Metre ve Ölçüm Araçları

Aynı halter, farklı squat biçimleri: yük kaybolmaz, bir ekleme ya da ötekine taşınır. Bunu sayıyla söylemek için birkaç kelime gerekir.
Newton ve N·m

Kuvvet ve tork birimi

Newton (N) kuvvet birimidir. 10 kg'lık dambılın ağırlığı 10 × 9,81 = 98,1 N. Tork kuvvet × uzaklıktır, birimi N·m: 98,1 N'luk yük 0,35 m uzakta 34,3 N·m yapar.

Eklem torku

Her eklemin kendi yükü

Moment, tork ile aynı şeydir. Halter dize yakın, kalçadan uzaksa diz torku küçük, kalça torku büyük olur. Ekstansör, eklemi açan kaslardır: diz ekstansör momenti dizi açan kasların karşılaması gereken tork demektir.

Sıkıştırma ve makaslama

Döndürmeden ayrı

Sıkıştırma eklem yüzeylerini birbirine bastırır. Makaslama yüzeyleri birbirine göre kaydırmaya çalışır. Tork ise döndürmedir; üçü ayrı ölçülür.

Ölçüm araçları

Ne ölçerler?

Kuvvet platformu yerin ayağa uyguladığı kuvveti, EMG kasın elektriksel etkinliğini, video eklem konumlarını verir. Paralel squat, uyluğun yere paralel olana dek inildiği squattır; ön squatta halter omuz önünde, sırt squatında sırttadır.

Bu Haftanın Dünyası · Squat

"Diz Parmak Ucunu Geçmesin" Kuralının Bedeli

Fry ve ark. (2003) ağırlık antrenmanlı 7 erkeğe vücut ağırlığı kadar yükle paralel squat yaptırdı. Önüne tahta engel konup dizin öne gitmesi engellendiğinde diz torku azaldı, kalça torku ise yaklaşık 11 katına çıktı.
Squat biçimiDiz torku (N·m)Kalça torku (N·m)
Diz serbest150,128,2
Diz engelli117,3 (≈ %22 az)302,7

Görünen

Dizi korumak için verilen basit bir komut.

Görünmeyen

Gövde öne eğilince yük kalçaya ve bele kayar. Yük kaybolmaz, yer değiştirir.

Bu haftanın sorusu

Aynı halter, aynı ağırlık: neden eklemlere binen yük değişiyor?

Görsel · Engel Konunca Yük Nereye Gider?

Diz %22 Rahatlıyor, Kalça 11 Kat Yükleniyor

0100200300400tork (N·m) · ortalama ± SS150,1117,3Diz28,2302,7Kalçadiz serbestdiz engelli7 kişi · yük = vücut ağırlığıEngel konuncadiz: %22 azaldıkalça: 10,7 katına çıktıyük kaybolmaz, kayar
Fry, Smith ve Schilling (2003), J Strength Cond Res 17(4): 629–633; paralel sırt squatı, statik eklem torkları, ortalama ± standart sapma.
Ne anlama geliyor?Dizin öne gitmesini engelleyen komut dizi az rahatlatıyor, kalçaya ve bele çok daha büyük yük bindiriyor. Standart sapmalar (sporcular arasındaki tipik farklılık) geniş: aynı komut her sporcuda aynı sonucu vermez.
Araştırma ne diyor? · 2009

Ön Squat mı, Sırt Squatı mı?

Gullett ve ark. (2009) antrenmanlı 15 kişide ön ve sırt squatını video, kuvvet platformu ve EMG ile karşılaştırdı.
Daha düşük

Ön squatta diz yükü

Dizdeki sıkıştırma kuvveti ve ekstansör momenti sırt squatından düşüktü.

Benzer

Kas aktivasyonu

Halter konumu kas aktivasyonunu değiştirmedi.

Küçük

Makaslama kuvveti

Dizde makaslama küçüktü ve iki squat arasında fark yoktu.

Halterin yeri moment kolunu, moment kolu eklem yükünü değiştirir.
Geri Getirme · 5 Dakika

Önceki Haftalardan Ne Kaldı?

Notlara bakmadan cevapları bir kâğıda yazın, sonra açın. Hatırlamaya çalışmak, yeniden okumaktan daha kalıcı öğrenme sağlar (Roediger ve Karpicke, 2006).
Hafta 3

Sıçramanın tepesinde ivme kaçtır?

Cevabı göster

≈ 9,81 m/s², aşağı yönde. Tepede sıfır olan hızdır.

Hafta 2

80 N ve 60 N'luk dik iki kuvvetin bileşkesi?

Cevabı göster

√(80² + 60²) = 100 N.

Hafta 1

70 kg'lık sporcunun ağırlığı kaç N'dur?

Cevabı göster

W = m · g = 70 × 9,81 ≈ 687 N.

Önce Temel · Dört Kelime

Tork, Moment Kolu, Ağırlık Merkezi, Destek Alanı

Bir kapıyı menteşeye yakın yerden itmeyi deneyin: aynı kuvvet, çok daha zor açılır. Tork bu farkın adıdır.

Tork (τ)

Kuvvetin döndürme etkisi. Birimi N·m (newton-metre). Örnek: curl'de dambılın dirseği aşağı döndürmeye çalışan etkisi.

Moment kolu (d)

Dönme ekseninden kuvvetin etki çizgisine olan dik uzaklık. Örnek: squatta barın düşey çizgisi ile diz arasındaki yatay mesafe.

Ağırlık merkezi

Vücudun tüm ağırlığının toplandığı kabul edilen nokta. Örnek: dik duran sporcuda kalça hizasının biraz üstündedir; dizlerini büken güreşçide aşağı iner.

Destek alanı

Yere değen noktaların çevrelediği alan. İki ayak açıkken büyür, tek ayakta küçülür. Örnek: ayakları omuzdan geniş açık bekleyen kalecinin destek alanı büyük, tek ayakla inen voleybolcununki küçüktür.

Hafta 4 · Öğrenme Çıktıları

Bu Hafta Sonunda Yapabilmeniz Gerekenler

Her çıktı, haftanın sonundaki uygulama görevinde ölçülür.
  • Torku τ = F · d ile hesaplamak ve moment kolunun dik uzaklık olduğunu göstermek.
  • İki denge koşulunu (ΣF = 0, Στ = 0) bir problemde birlikte kullanmak.
  • Statik denge, sabit hızlı hareket ve ivmeli hareketi ayırt etmek.
  • Ağırlık merkezi ve destek alanıyla bir duruşun kararlılığını yorumlamak.
  • Sürtünmenin yatay kuvvete koyduğu sınırı hesaplamak.
KISIM 01

Tork

τ = F · d ve moment kolu.

Önce Temel · Tork Tarifi

Kuvvet Çarpı Dik Uzaklık

Somunu kısa anahtarla değil uzun anahtarla sökmek kolaydır: kuvvet aynı, kol uzun, döndürme etkisi büyük.
1 · Ekseni bul

Dönen nokta

Hangi nokta etrafında döndürme arıyorsunuz: dirsek, diz, kalça ya da kapı menteşesi.

2 · Dik uzaklığı ölç

Kol boyu değil

Eksenden kuvvetin çizgisine dik, düz uzaklık. Dambıl dirsekten 0,35 m ileride ve ağırlık aşağı çekiyorsa yatay uzaklık 0,35 m'dir.

3 · Çarp

F × d

98,1 N × 0,35 m = 34,3 N·m. Kuvvet iki katına çıkarsa (196,2 N) tork 68,7 N·m olur; uzaklık iki katına çıkarsa (0,70 m) yine 68,7 N·m.

4 · Yönü yaz

Saat yönü

Saat yönünün tersini artı, saat yönünü eksi almak yaygındır. Bir problemde tek kurala bağlı kalın.

Bölüm 1 · Tork

τ = F · d: Kuvvet Kadar Uzaklık da Önemli

Tork, kuvvet ile moment kolunun çarpımıdır. Kuvveti iki katına çıkarmak da, moment kolunu iki katına çıkarmak da torku iki katına çıkarır.
SembolOkunuşuNe anlama geliyor?Birim
τtauTork, döndürme etkisiN·m
FkuvvetUygulanan kuvvetin büyüklüğüN
dmoment koluEksenden kuvvetin etki çizgisine dik uzaklıkm

Yön

Tork bir döndürme yönü taşır. Saat yönünün tersini artı, saat yönünü eksi almak yaygın bir kuraldır; önemli olan bir problemde tek bir kurala bağlı kalmaktır.

Görsel · Kuvvet ve Kol Aynı Ağırlıkta

Kuvveti ya da Kolu İkiye Katla, Tork İkiye Katlanır

0204060801000,00,10,20,30,40,5moment kolu d (m)tork τ (N·m)5 kg · 49 N10 kg · 98,1 N20 kg · 196,2 N34,3 N·m68,7 N·mτ = F · dF × 2 → τ × 2d × 2 → τ × 2d = dik uzaklıkd yarıya → 17,2 N·m
Hesap: τ = F · d; dambıl ağırlıkları W = m · 9,81. 0,35 m ve 10 kg örnekleri önceki slaytlardan.
Ne anlama geliyor?Doğrular sıfırdan başlar: moment kolu yoksa tork da yoktur. Aynı dambılı dirsekten iki kat uzakta tutmak, iki kat ağır dambıl tutmakla aynı döndürme etkisini yapar.
Önce Temel · Açı ve Kosinüs

Kol Eğilince Moment Kolu Kısalır

Dambılı yatay kolla tutmak, kol aşağı sarkıkken tutmaktan çok daha zordur. Ağırlık aynıdır; kısalan şey yatay uzaklıktır.
1 · Kosinüs (cos)

Açıdan çarpana

Bir açıyı 0 ile 1 arasında bir çarpana çevirir: cos 0° = 1, cos 30° ≈ 0,87, cos 60° = 0,5, cos 90° = 0. Hesap makinesini derece modunda kullanın.

2 · Yatay uzaklık

Kol boyu × cos açı

Kol yataydan aşağı doğru iniyorsa yatay uzaklık = kol boyu × cos(açı). 0,35 m kolda 0° için 0,35 m, 60° için 0,175 m, 90° için 0 m.

3 · Tork

Ağırlık sabit, uzaklık değişir

98,1 N ağırlıkla 0° → 34,3 N·m; 60° → 17,2 N·m; kol dik aşağı sarktığında 0 N·m.

Eklemdeki yük, kol boyuna değil yatay uzaklığa bağlıdır.
Bölüm 1 · Adım Adım

Dambıl Aynı, Tork Farklı

10 kg dambıl, dirsekten 0,35 m uzakta tutuluyor. Ön kol yataydayken ve 60° aşağı sarkıkken dirsekteki tork ne olur?
Moment kolu = eksenden ağırlığın düşey çizgisine yatay uzaklık
Ön kol yatay τ = 98,1 × 0,35 ≈ 34,3 N·m dirsek 98,1 N d = 0,35 m Ön kol 60° aşağıda τ = 98,1 × 0,175 ≈ 17,2 N·m dirsek d = 0,35 × cos 60° = 0,175 m 98,1 N 60°

Adımlar

1) Ağırlık: W = 10 × 9,81 = 98,1 N · 2) Moment kolu: yatayda 0,35 m, 60°'de 0,35 × cos 60° = 0,175 m · 3) τ = W × d · 4) Birim N·m. Kol yatayken tork en büyüktür; bu yüzden curl hareketi ortada en zordur.

Görsel · Curl Hareketinin Tork Eğrisi

Curl Neden Tam Ortada Zorlaşır?

010203040−90°−60°−30°0°30°60°90°kol aşağıdayataykol yukarıdadirsek torku (N·m) · 10 kg, 0,35 m34,3 N·mHareketin en zor yerikol yatayken:34,3 N·mτ = W · L · cos θ±60°'de cos = 0,5 → 17,2 N·m90°'de moment kolu sıfır
Hesap: τ = 98,1 N × 0,35 m × cos θ; θ ön kolun yatayla yaptığı açı. Dambılın hareket hızı ve kasın kendi kuvvet-uzunluk ilişkisi yok sayılmıştır.
Ne anlama geliyor?Ağırlık hiç değişmediği hâlde dirsekteki yük harekete göre sıfırdan 34,3 N·m'ye çıkıp yeniden sıfıra iner. Sporcunun takıldığı nokta çoğu zaman bu tepenin olduğu yerdir.
Hızlı yoklama · 1 dakika

Dirsekteki Tork Ne Olur?

10 kg dambıl dirsekten 0,35 m uzakta. Ön kol yatayken 34,3 N·m. Ön kol 60° aşağı sarkınca?

DOĞRU CEVAP: C

Moment kolu 0,35 × cos 60° = 0,175 m olur; τ = 98,1 × 0,175 ≈ 17,2 N·m. Ağırlık aynı, moment kolu yarıya indi.

Formülü Parçalayalım · Tork

Tork Neden Çarpımdır? Kapı Kolu Deneyi

Kapı kolu menteşeden uzağa takılır, çünkü aynı kuvvet uzaktan uygulanınca kapıyı daha kolay döndürür. τ = F · d bu gündelik deneyimi iki gözleme ayırıp birleştirir.
Gözlem 1 · F

İki kat it, iki kat döner

Kapıyı aynı noktadan iki kat kuvvetle itmek döndürme etkisini iki katına çıkarır. Tork kuvvetle aynı oranda büyür.

Gözlem 2 · d

İki kat uzak, iki kat döner

Aynı kuvveti menteşeden iki kat uzaktan uygulamak da etkiyi iki katına çıkarır. Tork uzaklıkla da aynı oranda büyür.

Birleşim · τ = F · d

İki oran, bir çarpım

İkisiyle birden orantılı olan bir büyüklük çarpımla yazılır. Menteşeden 0,8 m'de 10 N → 10 × 0,8 = 8 N·m. Aynı 8 N·m'yi 0,1 m'den vermek için 80 N gerekir.

Neden "dik" uzaklık?

Menteşeye doğru itmek döndürmez

Kapıyı menteşeye doğru itmek, kuvvet büyük olsa da kapıyı döndürmez. Yalnız kuvvet çizgisine dik uzaklık sayılır: sarkık koldaki dambılın dirseğe dik uzaklığı 0'dır.

Simgeler Türkçe

τ (tau): döndürme etkisi, birimi N·m (newton çarpı metre). F: kuvvet, N. d: eksenden kuvvetin çizgisine dik uzaklık, m. Curl örneği: 98,1 N × 0,35 m ≈ 34,3 N·m.

Akılda kalsın: eklemdeki yükü azaltmanın iki yolu vardır: ağırlığı azaltmak ya da ağırlığı ekleme yaklaştırmak. İkisi tork için aynı sonucu verir.
Formülü Parçalayalım · Aynı Formül, Farklı Sporlar

τ = F · d: Beş Hareket, Aynı Çarpım

Her satırda aynı iki adım vardır: kütle 9,81 ile çarpılarak ağırlık (N) bulunur, ağırlık eklemden dik uzaklıkla çarpılır. Sayılar öğretim amaçlıdır; vücut parçalarının ağırlığı yok sayılmıştır.
DurumAğırlıkDik uzaklıkHesapTorkNe anlama geliyor?
Fitness: 10 kg curl, ön kol yatay98,1 N0,35 m98,1 × 0,3534,3 N·mÖnceki slaytlardaki dambıl; hareketin en zor noktası.
Fitness: 5 kg yana açış, kol yatay49,05 N0,60 m49,05 × 0,6029,4 N·mYarı ağırlıkta dambıl, uzun kol yüzünden omuzda curl'e yakın tork yapar.
Halter: 100 kg squat, dize uzaklık981 N0,10 m981 × 0,1098,1 N·mBar dize yakın: diz torku küçük kalır.
Halter: aynı squat, kalçaya uzaklık981 N0,25 m981 × 0,25245 N·mAynı bar, 2,5 kat uzaklık: kalça 2,5 kat fazla yüklenir.
Cimnastik: halkada kollar yana açık (70 kg)343 N (her el)0,60 m343 × 0,60206 N·mVücut ağırlığının yarısı omuzdan uzakta: bu duruşun neden yalnız elit cimnastikçilerce yapıldığını açıklar.
Akılda kalsın: tablodaki en büyük tork en ağır yükte değil, yükün eklemden en uzakta durduğu satırdadır. Egzersiz seçerken kilo kadar kol uzunluğu da hesaba katılır.
Sade Dille · Tork

Tork Bir Bakışta

Tork, kuvvetin döndürme etkisidir. Kuvvet kadar, eksenden olan dik uzaklık da belirleyicidir.
1 · Tarif

Kuvvet × dik uzaklık

98,1 N × 0,35 m = 34,3 N·m. Kuvveti ya da uzaklığı iki katına çıkarmak torku iki katına çıkarır.

2 · Uzaklık değişir

Ağırlık aynı

Kol 60° aşağı sarkınca dik uzaklık 0,175 m'ye iner ve tork 17,2 N·m olur: yarıya düştü.

3 · Sporda karşılığı

Curl

Kol yataya yakınken moment kolu en uzundur; bu yüzden curl hareketi ortada en zordur.

Yabancı kelimeler

Tork (moment, torque): kuvvetin döndürme etkisi. Moment kolu: eksenden kuvvetin çizgisine olan dik uzaklık. N·m: tork birimi, newton çarpı metre. Eksen: cismin etrafında döndüğü nokta. Kosinüs (cos): açıdan hesaplanan 0 ile 1 arasındaki çarpan.

KISIM 02

Denge ve
Squat

İki koşul, tahterevalli, squat torku.

Önce Temel · Denge

Toplam, Ötelenme ve Dönme

Masanın üstündeki kitap kımıldamıyor: ne yer değiştiriyor ne dönüyor. Denge, ikisinin de olmaması demektir.
Σ (sigma)

Toplam

Kuvvetleri işaretleriyle toplamak. Halkada asılı Ayşe: kollar yukarı 300 + 300 = 600 N çekiyor, ağırlığı aşağı 600 N. ΣF = 600 − 600 = 0.

Ötelenme ve dönme

İki ayrı hareket

Ötelenme, cismin bir yerden başka yere gitmesi; dönme, bir eksen etrafında çevrilmesidir. Ötelenmeyi kuvvetler, dönmeyi torklar belirler.

Statik ve dinamik

Sıfır ivme

Statik denge: hiç kımıldamıyor. Dinamik denge: hız sabit. İkisinde de ivme sıfırdır; ΣF = m · a, net kuvvet sıfırsa ivme sıfırdır.

Tahterevalli mantığı

Torklar eşit

Sami 589 N (60 kg) ile 1,5 m uzakta: 883 N·m. Fikri 441 N (45 kg) ise 2,0 m uzağa oturunca 441 × 2,0 ≈ 883 N·m ve denge kurulur.

Bölüm 2 · Denge

Dengenin İki Koşulu

Bir cisim dengedeyse hem kuvvetler hem torklar birbirini sıfırlar. Σ "toplam" demektir.
1. koşul

ΣF = 0

Tüm kuvvetlerin toplamı sıfır: cisim ötelenme yönünde ivmelenmez. Yukarı kuvvetler = aşağı kuvvetler, sağa = sola.

2. koşul

Στ = 0

Tüm torkların toplamı sıfır: cisim dönmeye başlamaz. Saat yönündeki torklar = saat yönünün tersindeki torklar.

DurumİvmeDengede mi?Örnek
Statik denge0, hız da 0EvetJimnastikçi halkada kıpırdamadan asılı
Sabit hızlı hareket0, hız sabitEvet (dinamik denge)Düz yolda sabit hızla giden bisikletçi
İvmeli hareket≠ 0Hayır: ΣF = m · aBloktan çıkan sprinter
Görsel · Üç Durum, Tek Soru

Denge Hareketsizlik Değil, İvmesizliktir

Cisme bakın: ΣF ve Στ sıfır mı?Evet, hız da 0Statik dengehalkada kıpırdamadan asılı jimnastikçiEvet, hız sabitDinamik dengedüz yolda sabit hızla giden bisikletçiHayırİvmeli hareketbloktan çıkan sprinter: ΣF = m · aSabit hız da dengedir: denge “hareketsizlik” değil, “ivmesizlik” demektir.İvme varsa net kuvvet vardır ve F = m · a yazılır.
Önceki slayttaki tablonun karar şeması; örnekler aynı tablodan.
Ne anlama geliyor?Sabit hızla giden bisikletçi de kuvvetler açısından dengededir. Sprinter bloktan çıkarken ise ivmelenir; ona dengenin iki koşulu değil F = m · a uygulanır.
Bölüm 2 · Adım Adım

Tahterevallide Denge: Fikri Nereye Oturmalı?

Sami (60 kg) destek noktasından 1,5 m uzakta oturuyor. Fikri 45 kg. Tahterevalli dengede kalsın diye Fikri destekten ne kadar uzağa oturmalı?
1

Verilenler

mA = 60 kg, dA = 1,5 m · mV = 45 kg · dV = ?

→
2

Koşul

Στ = 0 → Sami'nin torku = Fikri'nin torku

→
3

Hesap

60 × 9,81 × 1,5 = 45 × 9,81 × dV → dV = 90 ÷ 45 = 2,0 m

→
4

Kontrol

Hafif olan daha uzağa oturur. g her iki tarafta olduğu için sadeleşir.

ΣF = 0 da unutulmaz

Destek noktası yukarı doğru (60 + 45) × 9,81 ≈ 1030 N kuvvet uygular; böylece düşey kuvvetler de sıfırlanır.

Görsel · Kütle ile Uzaklığın Takası

Hafif Olan Uzağa: d = 90 ÷ m

012330405060708090Fikri'nin kütlesi (kg)Fikri'nin uzaklığı (m) · Sami 60 kg, 1,5 m30 kg → 3,00 m45 kg → 2,00 m60 kg → 1,50 m90 kg → 1,00 mΣτ = 060 × 1,5 = m × dd = 90 ÷ mKütle iki kat → uzaklık yarıg iki tarafta da var,sadeleşirDestek: (60 + m) × 9,81 N
Hesap: Στ = 0 → 60 × 9,81 × 1,5 = m × 9,81 × d. Örnek önceki slayttan.
Ne anlama geliyor?Eğri, kütle ile uzaklığın çarpımının hep 90 kg·m kaldığını gösterir. Aynı ilke eklemlerde de geçerli: yükü eklemden uzaklaştırmak, ağırlığı artırmakla aynı etkiyi yapar.
Hızlı yoklama · 1 dakika

Fikri Nereye Oturmalı?

Sami (60 kg) tahterevallinin destek noktasından 1,5 m uzakta. Fikri 45 kg. Denge için Fikri destekten ne kadar uzağa oturmalı?

DOĞRU CEVAP: C

Στ = 0: 60 × 1,5 = 45 × d → d = 90 ÷ 45 = 2,0 m. Hafif olan daha uzağa oturur.

Formülü Parçalayalım · Denge Koşulu

Denge Formülü Bir Terazidir: Sol Tork = Sağ Tork

Σ "topla" demektir; Στ = 0, "bir yöne döndüren torklarla öbür yöne döndüren torklar eşit" cümlesinin kısa yazılışıdır. Aynı terazi, kolun içinde de kurulur.
Tahterevalli, satır satır

Sami ile Fikri

1) Sami'nin torku: 60 × 9,81 × 1,5 ≈ 883 N·m (saat yönünün tersi).

2) Fikri'nin torku: 45 × 9,81 × d = 441,45 × d (saat yönü).

3) Terazi: 441,45 × d = 883 → d = 883 ÷ 441,45 = 2,0 m.

4) Kısa yol: 9,81 her iki tarafta olduğundan sadeleşir. 60 × 1,5 = 90; 90 ÷ 45 = 2,0 m.

Kolun içindeki tahterevalli

Pazı kası ne kadar çeker?

Dirsek destek noktasıdır. Bir yanda 10 kg dambıl dirsekten 0,35 m uzakta aşağı çeker; öbür yanda pazı kası dirsekten yalnız 0,04 m uzakta yukarı çeker.

Terazi: kas × 0,04 = 98,1 × 0,35 = 34,3 N·m.

Kas = 34,3 ÷ 0,04 ≈ 858 N: dambılın ağırlığının yaklaşık 9 katı (ön kolun ağırlığı yok sayıldı; öğretim amaçlı ölçüler).

Akılda kalsın: kısa kolda duran taraf, uzun koldaki tarafı dengelemek için kat kat büyük kuvvet üretmek zorundadır. Fikri bunu uzağa oturarak, kas ise büyük kuvvet üreterek çözer (11. hafta).
Bölüm 2 · Sporda Tork

Squat: Halterin Yatay Uzaklığı Yükü Paylaştırır

Halterin eklemlere göre yatay uzaklığı, o eklemin moment koludur. Basitleştirilmiş bir örnek: 100 kg'lık halter. (Öğretim amaçlı, vücut ağırlığı yok sayılmıştır.)
Halterin yatay uzaklığıHesapEklemin karşılaması gereken tork
Dize 0,10 m981 N × 0,10 m≈ 98 N·m
Kalçaya 0,25 m981 N × 0,25 m≈ 245 N·m

Gövde dik, diz önde

Halter kalçaya yaklaşır, dize uzaklaşır: diz daha çok, kalça daha az çalışır.

Gövde eğik, diz geride

Halter kalçadan uzaklaşır: kalça ve bel torku artar. Fry ve ark. (2003) bulgusu bununla açıklanır.

Performans Merkezi · Canlı

Squatta Yük Nereye Gidiyor?

1

100 kg, gövde dik: dize 0,10 m, kalçaya 0,25 m → diz 98, kalça 245 N·m.

2

"Diz geride, gövde eğik": diz 29, kalça 392 N·m. Yük kayboldu mu?

3

Halteri 150 kg yapın: torklar hangi oranda arttı?

4

Kalçaya uzaklığı artırın: bel ve kalça için ne anlama gelir?

Squatta Diz ve Kalça TorkuYeni sekmede aç ↗
Görsel · Üç Squat, Aynı Hesap

Ağırlık Torku Büyütür, Duruş Paylaştırır

0100200300400500eklem torku (N·m)98245Gövde dikdiz 0,10 m · kalça 0,25 m29392Gövde eğik, diz geridediz 0,03 m · kalça 0,40 m147368Gövde dik, 150 kgdiz 0,10 m · kalça 0,25 mdiz torkukalça torkuyük × yatay uzaklıkAğırlık +%50→ iki tork da +%50Gövde eğilincediz −%70, kalça +%60
Hesap örneği: τ = m · 9,81 · d; yatay uzaklıklar canlı aracın senaryolarından. Vücut ağırlığı ve hareketin ivmesi yok sayılmıştır.
Ne anlama geliyor?Ağırlığı %50 artırmak iki eklemin yükünü aynı oranda büyütür. Duruş ise yükü eklemler arasında yeniden dağıtır: gövde eğilince diz 69 N·m rahatlar, kalça 147 N·m daha fazla yüklenir; toplam da artar.
Sade Dille · Denge ve Squat

Denge ve Squat Bir Bakışta

Cisim dengedeyse hem kuvvetler hem torklar birbirini sıfırlar. Squatta aynı halter, duruşa göre farklı ekleme yük bindirir.
1 · İki koşul

ΣF = 0 ve Στ = 0

Birincisi cismin yer değiştirmemesini, ikincisi dönmemesini sağlar.

2 · Tahterevalli

Hafif olan uzağa

Sami 60 kg ve 1,5 m uzakta; Fikri 45 kg ise 2,0 m uzağa oturunca torklar eşitlenir.

3 · Squat

Yük kayar, kaybolmaz

100 kg'lık halter dize 0,10 m uzaktaysa diz torku ≈ 98 N·m, kalçaya 0,25 m uzaktaysa ≈ 245 N·m olur. Gövde eğilince yük kalçaya ve bele kayar.

Yabancı kelimeler

Σ (sigma): "toplam" işareti. Statik denge: cismin hiç kımıldamadığı durum. Dinamik denge: hızın sabit kaldığı durum. Ötelenme: cismin bir yerden başka yere gitmesi. Eklem torku: yükün o eklemi döndürmeye çalışan etkisi.

KISIM 03

Kararlılık ve
Sürtünme

Ne zaman devrilir, ne zaman kayarız?

Bölüm 3 · Kararlılık

Ne Zaman Devrilirsiniz?

Ağırlık merkezinden inen düşey çizgi destek alanının içinde kaldıkça devrilmezsiniz. Çizgi alanın dışına çıktığı an yer çekimi bir devirme torku üretir.
Kararlılığı artırır

Geniş destek alanı

Güreşçi ayaklarını açar; çizginin dışarı çıkması için daha çok itilmesi gerekir.

Kararlılığı artırır

Alçak ağırlık merkezi

Dizleri bükmek, ağırlık merkezini alçaltır; aynı itme daha az devirme etkisi yapar.

Bilinçli azaltma

Sprint çıkışı

Sprinter ağırlık merkezini destek alanının önüne taşır: "kontrollü düşme" hızlanmayı kolaylaştırır.

Kararlılık her zaman iyi değildir

Çok kararlı bir duruş yön değiştirmeyi yavaşlatır. Kaleci ve tenisçi, hem dengede hem harekete hazır olacak kadar kararlı durur.

Görsel · Taban Genişler, Merkez Alçalır

Açık Ayak ve Bükük Diz Devrilme Açısını Üç Katına Çıkarır

Katı cisim modeli: yan yana itilen bir sporcu hangi eğimde devrilir?AM · 1,00 mAyaklar bitişikyarı taban 0,12 m6,8°AM · 1,00 mAyaklar omuz genişliğindeyarı taban 0,25 m14,0°AM · 0,80 mAyaklar açık, dizler bükükyarı taban 0,30 m20,6°
Hesap örneği (katı cisim modeli: vücut bükülmeyen tek parça gibi düşünülür): devrilme açısı = tan⁻¹(yarı taban ÷ ağırlık merkezi yüksekliği). AM: ağırlık merkezi. Ölçüler öğretim amaçlıdır; gerçek sporcu adım atarak ya da kaslarıyla karşı koyar.
Ne anlama geliyor?Tabanı genişletmek ve ağırlık merkezini alçaltmak, ağırlık merkezinin destek alanı dışına çıkması için gereken eğimi büyütür. Güreşçinin duruşu bu hesabın sahadaki karşılığıdır.
Formülü Parçalayalım · Devrilme Açısı

Devrilme Açısı: Bir Oran ve Onu Açıya Çeviren Tuş

Formül iki parçadır: önce "ağırlık merkezi tabanın kenarına ne kadar uzak, ne kadar yüksekte?" oranı bulunur, sonra hesap makinesindeki tan⁻¹ tuşu bu oranı dereceye çevirir.

Satır satır, güreşçi duruşu

1) Yarı taban: ayakların ortasından kenara uzaklık, 0,30 m.

2) Ağırlık merkezi yüksekliği: dizler bükükken 0,80 m.

3) Oran: 0,30 ÷ 0,80 = 0,375. "Her 1 m yükseklik için kenar 0,375 m uzakta" demektir.

4) Açı: tan⁻¹(0,375) ≈ 20,6°. Sporcu 20,6°'den fazla eğilirse ağırlık merkezi tabanın dışına çıkar.

Oran büyüdükçe açı büyür: taban genişlerse pay, merkez alçalırsa payda değişir; ikisi de oranı büyütür.

Aynı hesap, farklı sporlar

DuruşOranAçı
Ayaklar bitişik, dik0,12 ÷ 1,006,8°
Basketbolda savunma, ayaklar omuz genişliğinde0,25 ÷ 1,0014,0°
Güreş, ayaklar açık, dizler bükük0,30 ÷ 0,8020,6°

Ölçüler önceki görselden; katı cisim modeli, öğretim amaçlıdır.

Akılda kalsın: güreşçi tabanı yalnızca 2,5 kat genişletip merkezi biraz alçaltarak devrilme açısını üç katına çıkarır. Kararlılık bir oranın sonucudur.
Önce Temel · Yüzeye Dik ve Yüzeye Paralel

Normal Kuvvet, Sürtünme ve Katsayı

Islak zeminde hızlanmak zordur: ayak yere basıyor ama yüzey tutunmayı azaltıyor.
Normal kuvvet (N)

Yüzeye dik

Yüzeyin cismi dik yönde itmesi. Zeminde duran 70 kg'lık sporcuda ağırlığı kadardır: 70 × 9,81 ≈ 687 N. Aynı harf, birim olan newton ile karışmasın.

Sürtünme kuvveti (Fs)

Yüzeye paralel

Kaymaya karşı koyan kuvvet. Alttaki s, "sürtünme" demektir.

Katsayı (μ) ve ≤

Sınırı belirler

μ, yüzey ile ayakkabının tutunmasını anlatan birimsiz sayıdır. "≤" eşit ya da küçük demektir. Fatma yere 600 N dik basıyor, μ = 0,5: en çok 0,5 × 600 = 300 N yatay kuvvet taşır.

Bölüm 3 · Sürtünme

Sürtünme: Yatay Kuvvetin Tavanı

Ayak yere yatay kuvvet uygularken kaymamasının sınırı sürtünmedir: Fs ≤ μ · N.
SembolNe anlama geliyor?
FsSürtünme kuvveti (N): yüzeye paralel
μ (mü)Sürtünme katsayısı: ayakkabı ve zemine bağlı, birimsiz
NYüzeye dik (normal) kuvvet

Adım adım (öğretim amaçlı)

1) Sporcu yere 700 N dik kuvvet uyguluyor, μ = 0,8 · 2) Fs,max = 0,8 × 700 = 560 N · 3) Yatay itme 560 N'u geçerse ayak kayar. Islak zeminde μ düşerse aynı sporcu daha az yatay kuvvet uygulayabilir: yön değiştirmek zorlaşır.

Görsel · Yatay Kuvvetin Tavanı

Zemin Kayganlaşınca Tavan Yarıya İner

0200400600800100003006009001200dik kuvvet N (newton)en büyük yatay kuvvet (N)μ = 0,4 · ıslak, kayganμ = 0,8 · örnekμ = 1,0 · çok tutucu560 N280 NFs ≤ μ · N700 N ile:μ = 0,8 → en çok 560 Nμ = 0,4 → en çok 280 N70 kg sporcu, N = ağırlık ise:a ≤ μ · g = 7,85 m/s²Islak zeminde bu tavanyarıya iner: 3,92 m/s²
Hesap: Fs,max = μ · N. μ değerleri öğretim amaçlı örneklerdir; gerçek değer ayakkabı, zemin ve ıslaklığa göre ölçülür.
Ne anlama geliyor?Sporcu ne kadar güçlü olursa olsun, zemin tutmuyorsa yatay kuvvetini yere aktaramaz. Islak zeminde yön değiştirirken yavaşlamak bu yüzden bir beceri eksikliği değil, fizik sınırıdır.
Formülü Parçalayalım · Sürtünme Tavanı

μ Bir Oran: Her 100 N Basışa Kaç N Tutunma?

μ = 0,8 "yere her 100 N dik basışa karşılık zemin en çok 80 N yatay tutuş verir" demektir. Formül bu oranı basış kuvvetiyle çarpar; ≤ işareti bunun bir tavan olduğunu söyler.
Adım 1 · N

Yere ne kadar basılıyor?

70 kg sporcu duruyorsa N ≈ 687 N. Koşuda bastığı kuvvet artar: adımda 1400 N basan ayağın tutunma tavanı da artar.

Adım 2 · μ

Zemin ne kadar tutuyor?

Ayakkabı ve zemin çiftinin birimsiz oranıdır. Kuru zeminde 0,8, ıslak zeminde 0,4 örnek alınmıştır (öğretim amaçlı).

Adım 3 · çarp

Tavanı bul

700 N basış ve μ = 0,8 → 0,8 × 700 = 560 N. Islakta 0,4 × 700 = 280 N. Yatay itiş bu tavanı aşarsa ayak kayar.

Durum (N ≈ 700 N: 70 kg sporcunun 687 N ağırlığı yuvarlatıldı)KatsayıYatay tavanİvme tavanı (katsayı × 9,81)Ne anlama geliyor?
Futbol, kuru çim, kramponlu0,8560 N7,85 m/s²Sert çıkış ve keskin dönüş mümkün.
Futbol, ıslak çim0,4280 N3,92 m/s²Aynı oyuncu yarı ivmeyle hızlanır, dönüşte geniş çizer.
Buz üstünde normal ayakkabı0,170 N0,98 m/s²Kas gücü ne olursa olsun ivme 1 m/s²'nin altında kalır.
Akılda kalsın: zemin tutmazsa kuvvet yere aktarılamaz. Islak sahada yavaş dönen oyuncu çoğu zaman güçsüz değil, μ sınırına takılmıştır.
Sade Dille · Kararlılık ve Sürtünme

Kararlılık ve Sürtünme Bir Bakışta

Ağırlık merkezinden inen çizgi destek alanının içinde kaldıkça devrilmezsiniz. Yatay kuvvetin sınırını ise sürtünme çizer.
1 · Kararlılık

Çizgi alanın içinde

Geniş destek alanı ve alçak ağırlık merkezi devirmeyi zorlaştırır. Sprinter çıkışta bunu bilinçli olarak azaltır.

2 · Sürtünme tavanı

Fs ≤ μ · N

700 N dik kuvvet ve μ = 0,8 ile en çok 560 N yatay kuvvet taşınır; fazlası ayağı kaydırır.

3 · Islak zemin

μ düşer

Katsayı azalınca aynı sporcunun uygulayabileceği yatay kuvvet de azalır; yön değiştirmek zorlaşır.

Yabancı kelimeler

Kararlılık: duruşun devrilmeye karşı direnci. Destek alanı: yere değen noktaların çevrelediği alan. Devirme torku: çizgi alanın dışına çıkınca yer çekiminin ürettiği döndürme. Normal kuvvet: yüzeyin cismi dik yönde itmesi. Sürtünme katsayısı (μ): yüzeyin tutunma düzeyini anlatan birimsiz sayı.

KISIM 04

Uygulama

Mitler, Performans Merkezi, görev ve tartışma.

Mit mi, Gerçek mi?

Sahada Duyacağınız Dört Cümle

Her birine bu haftanın tork ve denge kavramlarıyla cevap verin.
Mit

"Squatta diz parmak ucunu asla geçmemeli."

Dizi geride tutmak diz torkunu azaltır ama kalça ve bel torkunu artırır (Fry ve ark., 2003). Yük yer değiştirir.

Mit

"Sabit hızla koşan sporcuya kuvvet etki etmiyor."

Kuvvetler vardır ama toplamları sıfırdır. İvme sıfır, net kuvvet sıfır; kuvvetlerin kendisi değil.

Kısmen

"Ağırlık ne kadar ağırsa eklem o kadar zorlanır."

Eklem yükünü ağırlık ile moment kolu birlikte belirler. Hafif bir yük uzakta tutulursa yakındaki ağır yük kadar tork üretebilir.

Gerçek

"Ayaklarını aç, dizlerini bük; seni devirmek zorlaşır."

Destek alanı büyür, ağırlık merkezi alçalır: devirmek için daha büyük tork gerekir.

Performans Merkezi'nde Uygula

Bu Haftanın Testleri ve Hesaplayıcıları

Denge testlerinde destek alanı değişince ne olduğunu kendiniz gözleyin.
Eşli uygulama · 12 dakika

Sıra Sizde: Bir Egzersizin Torku

İkişerli çalışın. Yana kol kaldırma, bench press ya da deadlift seçin.
3 dk

Eksen

Hangi eklem dönüyor? Moment kolunu çizin.

→
3 dk

Hesap

Yükü ve yatay uzaklığı tahmin edip torku hesaplayın.

→
3 dk

Değiştir

Hangi teknik değişikliği moment kolunu artırır ya da azaltır?

→
3 dk

Karar

Dizinde ağrı olan bir sporcu için squatı nasıl değiştirirsiniz?

Tork, kuvvet ile konumun birlikte hikâyesidir.
Hafta 4 · Uygulama Görevi

Görev: Fotoğraftan Eklem Torku

Gelecek derse kadar, ikili gruplar. Yük olarak 5 kg'lık bir ağırlık ya da su dolu bir şişe kullanın.

1. Ölçüm

  1. Ağırlığı düz kolla öne kaldırın; kol 0°, 45° ve 90°'deyken yandan fotoğraf çekin (kamera harekete dik).
  2. Fotoğrafa bilinen uzunlukta bir ölçek koyun; omuzdan ağırlığın düşey çizgisine yatay uzaklığı ölçün.

2. Hesap ve yorum

  1. Üç açı için omuz torkunu τ = W × d ile hesaplayın.
  2. Hangi açıda en zor olduğunu hissettiniz? Hesapla karşılaştırın.
  3. Aynı torku yarı ağırlıkla üretmek için moment kolu kaç olmalı?
Uygulama Görevi · Puanlama Rubriği

Görevinizi Nasıl Değerlendireceksiniz?

Her ölçüt 0–2 puan: 0 eksik, 1 gelişiyor, 2 yetkin; toplam 8. Önce kendi görevinizi, sonra bir arkadaşınızınkini puanlayın.
Ölçüt1 · Gelişiyor2 · Yetkin
Fotoğraf düzeniFotoğraflar var; ölçek ya da kamera açısı eksik.Kamera harekete dik, ölçek görünür, üç açı net.
Moment koluKol uzunluğu moment kolu sanılmış.Düşey çizgiye dik (yatay) uzaklık doğru ölçülmüş.
Tork hesabıHesap var, birim ya da g eksik.W = m · g ve τ = W · d adım adım, N·m birimiyle.
YorumEn zor açı söylenmiş, gerekçe yok.His ile hesap karşılaştırılmış; son soru doğru çözülmüş.

Akran değerlendirmesi

Arkadaşınızın görevine bir güçlü yön ve bir somut geliştirme önerisi yazın. Puan, önerinin gerekçesini göstermek içindir.

Tartışma · Sınıfta 15 Dakika

Dizi Ağrıyan Halterciye Ne Söylersiniz?

Bir antrenör, dizi ağrıyan sporcusuna "squatta dizini hiç öne çıkarma" diyor. Sporcunun bel geçmişi de var. (Öğretim amaçlı vaka.)
1 · Teşhis

Tork nereye gidiyor?

Diz geride kalınca halterin kalçaya ve bele göre moment kolu nasıl değişir?

2 · Kanıt

Ne biliyoruz?

Fry ve ark. (2003) ne buldu? Çalışma kaç kişiyle, hangi yükle yapıldı; sınırlılığı ne?

3 · Öneri

Bu sporcu için

Yükü hangi ekleme, nasıl bir teknik ya da egzersiz değişikliğiyle dağıtırdınız?

Antrenör

"Diz öne gitmezse diz korunur, konu kapanır."

VS

Sizin cevabınız

Moment kolu ve Στ kavramlarına dayanan iki cümle.

Çıkış kontrolü · 2 soru

Aklınızda Ne Kaldı?

1. Squatta dizin öne gitmesi engellenirse ne olur?

DOĞRU CEVAP: A

Fry ve ark. (2003): diz torku azaldı, kalça torku yaklaşık 11 katına çıktı.

2. Gullett ve ark. (2009): ön squatta diz ekstansör momenti sırt squatına göre nasıldı?

DOĞRU CEVAP: B

Ön squatta sıkıştırma kuvveti ve ekstansör moment daha düşüktü; kas aktivasyonu benzerdi.

Kendini Sına

Soru Seti

Her soruda cevaptan sonra açıklama açılır.
Hafta 4 · Özet

Akılda Kalması Gerekenler

  • τ = F · d; d eksenden kuvvetin etki çizgisine dik uzaklıktır.
  • Denge: ΣF = 0 ve Στ = 0. Sabit hızlı hareket de dengedir.
  • Tekniği değiştirmek yükü yok etmez, eklemler arasında yeniden dağıtır.
  • Ağırlık merkezi destek alanının içindeyse devrilme yok; geniş taban ve alçak merkez kararlılığı artırır.
  • Fs ≤ μ · N: sürtünme uygulanabilecek yatay kuvvetin tavanıdır.
Görsel · Haftanın Tek Sayfası

Kuvvetten Kararlılığa Dört Adım

Torkτ = F · d98,1 N × 0,35 m = 34,3Açı değişircos 60° → tork yarıDengeΣF = 0, Στ = 0iki koşul birlikteTahterevalli60 × 1,5 = 45 × 2,0SquatYük kayardiz −%22, kalça × 11Duruş paylaştırırağırlık büyütürKararlılıkTaban ve AM6,8° → 20,6°Sürtünme tavanıFs ≤ μ · NYük kaybolmaz; moment koluyla bir eklemden ötekine kayar.
Haftanın özeti; sayılar ilgili slaytlarda hesaplanmıştır.
Ne anlama geliyor?Soldan sağa okuyun: kuvvet nasıl döndürür, denge nasıl kurulur, squatta yük nereye gider ve sporcu ne zaman devrilir ya da kayar?
Kaynaklar

Bu Haftanın Kaynakları

  1. Fry AC, Smith JC, Schilling BK. Effect of knee position on hip and knee torques during the barbell squat. J Strength Cond Res. 2003;17(4):629–633.
  2. McGinnis PM. Biomechanics of Sport and Exercise (4th ed.). Champaign, IL: Human Kinetics; 2020.
  3. Hamill J, Knutzen KM, Derrick TR. Biomechanical Basis of Human Movement (4th ed.). Philadelphia: Wolters Kluwer; 2015.
  4. Winter DA. Biomechanics and Motor Control of Human Movement (4th ed.). Hoboken, NJ: Wiley; 2009.
  5. Roediger HL, Karpicke JD. Test-enhanced learning: taking memory tests improves long-term retention. Psychol Sci. 2006;17(3):249–255.
  6. Gullett JC, Tillman MD, Gutierrez GM, Chow JW. A biomechanical comparison of back and front squats in healthy trained individuals. J Strength Cond Res. 2009;23(1):284-292.
Prof. Dr. İzzet İNCE · AYBÜ Spor Bilimleri Fakültesi · Hafta 4 — Kuvvet, Tork ve Denge