Sevgili Öğrencim, Fen Bilimleri dersimizin 3. Ünite Sonu Değerlendirme sorularını senin için tek tek inceledim. Bu ünite “Kuvvet ve Enerji” ünitesidir. Şimdi gel, bu soruları birlikte, adım adım ve anlaşılır bir şekilde çözelim.
A. Aşağıdaki soruların yanıtlarını verilen noktalı alanlara yazınız.
1) Ağırlık nedir? Kütle ile ağırlık kavramlarını karşılaştırınız.
Çözüm:
Öncelikle ağırlığın tanımını yapalım. Ağırlık, bir cisme etki eden yer çekimi kuvvetidir. Yani Dünya’nın (veya bulunduğumuz gezegenin) bizi kendine doğru ne kadar kuvvetle çektiğidir.
Şimdi kütle ve ağırlığı karşılaştıralım, çünkü bu ikisi sıkça karıştırılır:
Adım 1:Kütle, değişmeyen madde miktarıdır. Nereye gidersen git (Ay’a da gitsen) kütlen değişmez. Ağırlık ise bulunduğun yere göre değişir. (Ay’da daha hafifsindir).
Adım 2: Kütle eşit kollu terazi ile ölçülürken, ağırlık bir kuvvet olduğu için dinamometre ile ölçülür.
Adım 3: Kütlenin birimi kilogram (kg) veya gramdır (g). Ağırlığın birimi ise kuvvet birimi olan Newton (N)‘dur.
Adım 4: Kütle skaler (yönsüz) bir büyüklüktür, ağırlık ise yönlü (yerin merkezine doğru) bir büyüklüktür.
2) Kütle çekimi nedir? Dünya’da ve diğer gezegenlerde kütle çekimi nasıl değişir?
Çözüm:
Adım 1:Kütle çekimi, kütlesi olan her cismin diğer cisimlere uyguladığı çekme kuvvetidir. Gezegenlerin üzerindeki cisimleri merkezlerine doğru çekmesi buna en büyük örnektir.
Adım 2: Bir gök cisminin kütlesi ne kadar büyükse, uyguladığı kütle çekim kuvveti de o kadar büyük olur. Örneğin, Jüpiter Dünya’dan çok daha büyük olduğu için oradaki çekim kuvveti daha fazladır. Ay Dünya’dan küçük olduğu için oradaki çekim kuvveti daha azdır.
Adım 3: Dünya üzerinde de kütle çekimi her yerde aynı değildir. Dünya kutuplardan basık olduğu için kutuplarda yerin merkezine daha yakınızdır, bu yüzden kutuplarda kütle çekimi (dolayısıyla ağırlığımız) ekvatora göre biraz daha fazladır.
3) Fiziksel anlamda iş nedir? Hangi durumlarda iş yapılmaz?
Çözüm:
Adım 1: Fiziksel anlamda iş yapılmış sayılması için iki temel şart vardır: Bir cisme kuvvet uygulanmalı ve cisim bu kuvvet doğrultusunda yol almalıdır. Formülü: İş = Kuvvet x Yol (W = F x X).
Adım 2: Peki ne zaman iş yapılmaz?
- Cisme kuvvet uygulasan bile cisim hareket etmiyorsa iş yapılmaz (Örneğin; duvarı itmek ama hareket ettirememek).
- Uygulanan kuvvet ile hareket yönü birbirine dik ise iş yapılmaz (Örneğin; sırt çantasını sabit yükseklikte sallamadan düz yolda yürüyen öğrenci, çantaya yukarı yönlü kuvvet uygular ama çanta yatayda gider. Bu yüzden fiziksel anlamda çantaya iş yapmış olmaz).
4) Kinetik enerji ve potansiyel enerjinin birbirine dönüştüğü durumlara örnekler veriniz.
Çözüm:
Enerji yok olmaz, bir türden diğerine dönüşür. İşte örnekler:
Adım 1:Salıncakta sallanan çocuk: En tepe noktadayken durur (Maksimum Potansiyel Enerji), aşağı doğru hızlanırken potansiyel enerji azalır, kinetik enerjiye dönüşür. En alt noktada en hızlıdır (Maksimum Kinetik Enerji).
Adım 2:Yukarı fırlatılan top: Topu yukarı attığında hızı azalır (Kinetik azalır), yüksekliği artar (Potansiyel artar). Kinetik enerji potansiyele dönüşür.
Adım 3:Barajlardaki su: Yüksekte duran suyun potansiyel enerjisi vardır. Kapaklar açılıp su akmaya başlayınca bu enerji, hareket (kinetik) enerjisine dönüşür.
Adım 4:Ok ve Yay: Yayı gerdiğinde esneklik potansiyel enerjisi depolarsın. Bıraktığında bu enerji okun kinetik enerjisine dönüşür.
5) Sürtünme kuvveti, cismin kinetik enerjisini nasıl etkiler? Örneklerle açıklayınız.
Çözüm:
Adım 1: Sürtünme kuvveti, hareketi engelleyici bir kuvvettir. Bu nedenle cismin kinetik enerjisini (hareket enerjisini) azaltır.
Adım 2: Kaybolan bu kinetik enerji genellikle ısı enerjisine (bazen de ses veya ışık enerjisine) dönüşür.
Adım 3:Örnekler:
- Hızla giden bir araba frene bastığında, tekerlekler ile yol arasındaki sürtünme arabanın kinetik enerjisini azaltır ve araba durur. Bu sırada lastikler ısınır.
- Ellerini birbirine sürttüğünde hareketin (kinetik enerjin) sürtünme sayesinde ısıya dönüşür ve ellerin ısınır.
- Atmosfere giren göktaşlarının sürtünme etkisiyle kinetik enerjilerinin ısıya dönüşmesi ve yanarak yok olması.
6) Hava ve su direncinin yaşamdaki etkisine örnekler veriniz.
Çözüm:
Hava ve su direnci, aslında havanın ve suyun uyguladığı birer sürtünme kuvvetidir.
Adım 1:Hava Direnci Örnekleri:
- Paraşütçülerin güvenle yere inebilmesi hava direnci sayesinde olur; paraşüt geniş yüzeyiyle havaya direnç gösterir ve düşüşü yavaşlatır.
- Arabaların ve uçakların ön kısımlarının sivri yapılması (aerodinamik yapı), hava direncini azaltarak daha az yakıtla daha hızlı gitmelerini sağlar.
Adım 2:Su Direnci Örnekleri:
- Gemilerin ön kısımlarının “V” şeklinde olması su direncini azaltmak içindir.
- Balıkların vücutlarının kaygan ve oval yapıda olması su direncini azaltarak daha rahat yüzmelerini sağlar.
- Dalgıçların özel kıyafetler giymesi su direncini azaltır.
B. Aşağıda verilen bilgiler doğru ise yay ayraç içine “D”, yanlış ise “Y” yazınız.
1) (….) İş birimi joule’dür.
Çözüm:
(D)
Açıklama: Evet, iş ve enerji birimleri aynıdır ve uluslararası birim sisteminde (SI) Joule (J) olarak kabul edilir.
2) (….) Fiziksel anlamda yapılan iş uygulanan kuvvetle ters orantılıdır.
Çözüm:
(Y)
Açıklama: İş formülü: İş = Kuvvet x Yol‘dur. Yani kuvvet ne kadar artarsa yapılan iş de o kadar artar. Bu duruma doğru orantı denir. Ters orantılı değildir.
3) (….) Balkondaki saksı yere düşerken saksının çekim potansiyel enerjisi artar.
Çözüm:
(Y)
Açıklama: Çekim potansiyel enerjisi yüksekliğe bağlıdır. Saksı yere düşerken yüksekliği azalır. Yükseklik azaldığı için potansiyel enerjisi azalır (bu enerji kinetik enerjiye dönüşür).
4) (….) Ellerin birbirine sürtünmesi sonucu ısınmasının nedeni, sürtünme kuvvetinin neden olduğu kinetik enerji kaybının ısı enerjisine dönüşmesidir.
Çözüm:
(D)
Açıklama: Sürtünme kuvveti hareket enerjisini (kinetik enerjiyi) yutar ve bunu ısı enerjisine çevirir. Bu yüzden ellerimiz ısınır. Bu ifade tamamen doğrudur.