Merhaba sevgili öğrencilerim,
Fen Bilimleri dersimize hoş geldiniz! Bugün sizlerle kitabımızdaki kuvvet ve hareket ünitesiyle ilgili bazı alıştırmaları çözeceğiz. Gönderdiğiniz görseldeki soruları hep birlikte, adım adım inceleyelim ve cevaplayalım. Unutmayın, anlamadığınız bir yer olursa sormaktan çekinmeyin. Haydi başlayalım!
Soru 1: Yandaki şekilde verilen cisme aşağıda özellikleri belirtilen kuvvetler uygulanıyor. Cisme etki eden kuvvetleri çizerek gösteriniz (Oklardaki her bölme 6 N büyüklüğü göstermelidir.).
1. kuvvet: Doğu yönünde, Doğu-batı doğrultusunda, 18 N büyüklüğünde
2. kuvvet: Batı yönünde, Doğu-batı doğrultusunda, 12 N büyüklüğünde
3. kuvvet: Kuzey yönünde, Kuzey-güney doğrultusunda, 6 N büyüklüğünde
Çözüm:
Bu soruda bizden, cisme uygulanan üç farklı kuvveti yandaki kareli alanda çizmemiz isteniyor. En önemli ipucu ise her bir karenin (bölmenin) 6 N‘luk bir kuvveti temsil etmesi. Şimdi her kuvvet için kaç kare çizmemiz gerektiğini bulalım.
- Adım 1: 1. Kuvveti Çizelim
Birinci kuvvetimiz doğu yönünde ve 18 N büyüklüğünde. Her kare 6 N olduğuna göre, 18 N’luk kuvvetin kaç kareye denk geldiğini bulmak için 18’i 6’ya böleriz.
18 / 6 = 3
Demek ki, cismin merkezinden başlayarak doğuya (sağa) doğru 3 kare uzunluğunda bir ok çizeceğiz.
- Adım 2: 2. Kuvveti Çizelim
İkinci kuvvetimiz batı yönünde ve 12 N büyüklüğünde. Yine aynı şekilde, 12’yi 6’ya bölelim.
12 / 6 = 2
Bu da demek oluyor ki, cismin merkezinden başlayarak batıya (sola) doğru 2 kare uzunluğunda bir ok çizeceğiz.
- Adım 3: 3. Kuvveti Çizelim
Üçüncü ve son kuvvetimiz ise kuzey yönünde ve 6 N büyüklüğünde. 6’yı 6’ya bölelim.
6 / 6 = 1
Yani, cismin merkezinden başlayarak kuzeye (yukarı) doğru 1 kare uzunluğunda bir ok çizeceğiz.
Sonuç: Çizimimizi tamamladığımızda, yeşil küpün üzerinde; sağa doğru 3 birimlik, sola doğru 2 birimlik ve yukarı doğru 1 birimlik üç farklı ok bulunmalıdır.
Soru 2: Altı öğrenci kendi aralarında halat çekme oyunu oynamaktadır. Öğrencilerin uyguladıkları kuvvetlerin değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. Öğrenciler üçer kişilik ekipler oluşturup halata kuvvet uyguladıklarında halat dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde kalmaktadır. Öğrencilerin kendi aralarında oluşturduğu ekiplerde hangi öğrencilerin olduğunu belirleyiniz.
Çözüm:
Çocuklar, bu soruda anahtar kelimemiz “dengelenmiş kuvvetler“. Bir cisim ya da sistem dengelenmiş kuvvetlerin etkisindeyse, üzerine etki eden zıt yönlü kuvvetlerin toplamı birbirine eşittir. Halat çekme oyununda bu, iki takımın da halata eşit büyüklükte kuvvet uyguladığı anlamına gelir.
- Adım 1: Toplam Kuvveti Bulalım
Öncelikle altı öğrencinin uyguladığı toplam kuvveti bulalım.
Ahmet: 130 N
Leyla: 100 N
Kemal: 120 N
Yasin: 110 N
Yasemin: 80 N
Betül: 140 N
Toplam: 130 + 100 + 120 + 110 + 80 + 140 = 680 N - Adım 2: Her Takımın Uygulaması Gereken Kuvveti Bulalım
Madem kuvvetler dengelenmiş, o zaman toplam kuvveti iki takıma eşit olarak paylaştırmalıyız. Yani 680’i 2’ye böleceğiz.
680 / 2 = 340 N
Bu demek oluyor ki, her takımın toplam kuvveti 340 N olmalı.
- Adım 3: Takımları Oluşturalım
Şimdi öğrencilerin kuvvetlerini kullanarak toplamı 340 N olan üç kişilik bir grup bulmaya çalışalım. Deneme yanılma yoluyla ilerleyebiliriz. Mesela en güçlü öğrenci olan Betül’ü (140 N) bir takıma alalım. Yanına iki kişi daha ekleyerek toplamı 340 N yapmaya çalışalım.
Betül (140 N) + Kemal (120 N) + Yasemin (80 N) = ?
140 + 120 + 80 = 340 N
Harika! İlk takımı bulduk. Geriye kalan öğrenciler de otomatik olarak ikinci takımı oluşturur. Kontrol edelim.
Ahmet (130 N) + Leyla (100 N) + Yasin (110 N) = ?
130 + 100 + 110 = 340 N
Evet, bu takımın toplam kuvveti de 340 N. Demek ki takımları doğru oluşturmuşuz.
Sonuç:
1. Takım: Betül, Kemal, Yasemin
2. Takım: Ahmet, Leyla, Yasin
Soru 3: Yandaki şekilde verilen oyuncak araba, başlangıçta durmaktadır. Oyuncak arabaya doğu yönünde 30 N, batı yönünde 10 N büyüklüğünde kuvvet etki etmektedir.
a) Oyuncak arabaya etki eden bileşke kuvvetin yönü, doğrultusu ve büyüklüğü nedir?
b) Oyuncak arabanın hareket durumunda gözlemlenebilecek değişimlerin neler olabileceğini defterinize yazınız.
Çözüm:
a) Bileşke Kuvveti Bulalım
- Adım 1: Arabaya etki eden kuvvetler zıt yönlü (Doğu ve Batı). Zıt yönlü kuvvetlerin bileşkesini bulmak için büyük olan kuvvetten küçük olanı çıkarırız.
- Adım 2:
30 N (Doğu) – 10 N (Batı) = 20 N
- Adım 3: Bileşke kuvvetin yönü, her zaman daha büyük olan kuvvetin yönüyle aynıdır. Burada büyük kuvvet 30 N olduğu için bileşke kuvvetin yönü Doğu‘dur.
- Adım 4: Kuvvetlerin uygulandığı çizgiye doğrultu diyoruz. Her iki kuvvet de Doğu-Batı çizgisi üzerinde olduğu için doğrultu Doğu-Batı doğrultusudur.
Sonuç (a): Bileşke kuvvet, Doğu-Batı doğrultusunda, Doğu yönünde ve 20 N büyüklüğündedir.
b) Hareket Durumundaki Değişim
- Adım 1: Soru bize arabanın “başlangıçta durmakta olduğunu” söylüyor. Yani ilk hızı sıfır.
- Adım 2: Cisimlere etki eden bir net kuvvet (bileşke kuvvet) varsa, o cisimler hareket durumlarını değiştirirler. Duran bir cisim harekete geçer, hareket eden bir cisim ise hızlanabilir, yavaşlayabilir veya yön değiştirebilir.
- Adım 3: Bizim arabamıza Doğu yönünde 20 N’luk bir net kuvvet etki ediyor. O zaman duran araba, net kuvvetin yönünde, yani Doğu yönünde hareket etmeye başlar ve hızı giderek artar (hızlanır).
Sonuç (b): Duran oyuncak araba, doğu yönünde hızlanarak hareket etmeye başlar.
Soru 4: Yandaki şekilde verilen futbol topu, batıya doğru hareket etmektedir. Futbol topuna batı yönünde 45 N, doğu yönünde 15 N büyüklüğünde kuvvet etki etmektedir.
a) Futbol topuna etki eden bileşke kuvvetin yönü, doğrultusu ve büyüklüğü nedir?
b) Futbol topunun hareket durumunda gözlemlenebilecek değişimlerin neler olabileceğini defterinize yazınız.
Çözüm:
a) Bileşke Kuvveti Bulalım
- Adım 1: Tıpkı önceki sorudaki gibi, topa etki eden kuvvetler zıt yönlü. Bileşkeyi bulmak için yine çıkarma işlemi yapacağız.
- Adım 2:
45 N (Batı) – 15 N (Doğu) = 30 N
- Adım 3: Bileşke kuvvetin yönü, büyük olan kuvvetin yönüyle aynıdır. Yani yönümüz Batı‘dır.
- Adım 4: Doğrultumuz ise yine Doğu-Batı doğrultusudur.
Sonuç (a): Bileşke kuvvet, Doğu-Batı doğrultusunda, Batı yönünde ve 30 N büyüklüğündedir.
b) Hareket Durumundaki Değişim
- Adım 1: Bu sefer cismimiz, yani futbol topu, “batıya doğru hareket etmektedir”. Yani zaten bir hızı var.
- Adım 2: Hesapladığımız net kuvvetin yönü de Batı.
- Adım 3: Eğer bir cisme, hareket yönüyle aynı yönde bir net kuvvet etki ederse, o cisim hızlanır. Top zaten batıya gidiyordu, biz de ona batı yönünde bir net kuvvet uyguladık.
Sonuç (b): Batıya doğru hareket eden futbol topu, yine batı yönünde hareket etmeye devam eder ancak hızı daha da artar.
Umarım tüm çözümler anlaşılır olmuştur. Unutmayın, Fen Bilimleri pratik yaparak ve sorgulayarak öğrenilir. Bir sonraki dersimizde görüşmek üzere!