Merhaba sevgili öğrencilerim!
Ben 7. Sınıf Fen Bilimleri öğretmeninizim. Kitabımızdaki “Derse Hazırlık” bölümünde yer alan ve Mehmet’in yaşadığı durumu anlatan bu güzel etkinliği birlikte analiz edelim ve soruları cevaplayalım. Bu sorular, “Kuvvet, İş ve Enerji” konusuna harika bir başlangıç yapmamızı sağlayacak.
Haydi başlayalım!
Soru 1: Sizce Mehmet, kitaplığına ağır kitaplarını kaldırırken mi daha çok iş yapar, yoksa hafif kitaplarını mı?
Bu soruyu cevaplayabilmek için önce Fen Bilimleri dersinde “iş” yapmanın ne anlama geldiğini hatırlamamız gerekiyor. Günlük hayatta yorulduğumuz her şeye “iş” desek de, fende durum biraz farklıdır.
Fiziksel anlamda iş yapabilmek için bir cisme kuvvet uygulamalı ve o cismi uyguladığımız kuvvet doğrultusunda hareket ettirmeliyiz. Yaptığımız işin büyüklüğünü ise şu basit formülle buluruz:
İş = Uygulanan Kuvvet x Alınan Yol
Şimdi bu formülü kullanarak sorumuzu adım adım çözelim:
Adım 1: Kuvveti Düşünelim
Mehmet’in kitapları yerden kaldırıp rafa koyabilmesi için onlara yukarı doğru bir kuvvet uygulaması gerekir. Bu kuvvet, kitabın ağırlığına bağlıdır. Ağır bir kitabı kaldırmak için daha çok kuvvet, hafif bir kitabı kaldırmak için ise daha az kuvvet gerekir.
Adım 2: Formülde Yerine Koyalım
Diyelim ki Mehmet hem ağır bir kitabı hem de hafif bir kitabı aynı rafa, yani aynı yüksekliğe koyuyor. Bu durumda kitapların aldığı yol aynıdır. Ancak ağır kitaba uyguladığı kuvvet daha fazladır. Formülümüze göre, yol aynıyken kuvvet ne kadar büyük olursa, yapılan iş de o kadar büyük olur.
Sonuç:
Bu nedenle, Mehmet ağır kitaplarını kaldırırken daha çok iş yapmış olur. Çünkü ağır kitapları kaldırmak için yer çekimine karşı daha büyük bir kuvvet uygulaması gerekir.
Soru 2: Mehmet’in kitaplarını en üst rafa kaldırması neden daha zor?
Bu soruyu cevaplarken de yine sihirli formülümüzden yardım alacağız. Unutmayalım:
İş = Uygulanan Kuvvet x Alınan Yol
Haydi adımlarla ilerleyelim:
Adım 1: Kuvveti Düşünelim
Bu sefer Mehmet’in aynı kitabı (örneğin ağır kitaplardan birini) önce alt rafa, sonra da en üst rafa koyduğunu hayal edelim. Kitabın ağırlığı değişmediği için Mehmet’in kitabı kaldırmak için uygulayacağı kuvvet her iki durumda da aynıdır.
Adım 2: Alınan Yolu Düşünelim
Peki ne farklı? Tabii ki kitabın aldığı yol! En üst raf, alt raflara göre yerden daha yüksektedir. Yani Mehmet, kitabı en üst rafa koyarken ona daha fazla yol aldırmış olur. Alt rafa koyarken ise daha az yol aldırır.
Adım 3: Sonuca Ulaşalım
Formülümüze geri dönelim. Uygulanan kuvvet aynı olsa bile, alınan yol arttıkça yapılan iş de artar. Bu yüzden en üst rafa kitap yerleştirmek daha çok iş yapmayı gerektirir ve bu durum Mehmet’e daha zor ve yorucu gelir.
Sonuç:
Kısacası, en üst rafa olan mesafe (yani alınan yol) daha fazla olduğu için, Mehmet aynı kitabı en üst rafa koyarken daha fazla iş yapar.
Umarım bu açıklamalar konuyu daha iyi anlamanıza yardımcı olmuştur. Unutmayın, Fen Bilimleri’nde iş yapmak için hem kuvvet hem de hareket şart!