Anlık görüntüleyici sayısı yükleniyor…
Merhaba sevgili öğrencilerim,
Bugün sizlerle “Kuvvet, İş ve Enerji İlişkisi” ünitemizle ilgili çok güzel iki soruyu birlikte çözeceğiz. Bu sorular, konuları ne kadar iyi anladığımızı görmek için harika bir fırsat. Hazırsanız, haydi başlayalım!
1. Soru: Bir bisikletlinin hareketi sırasında sahip olduğu kinetik enerjinin zamanla değişimini gösteren bir grafik aşağıda verilmiştir. Bu grafiğe göre aşağıdaki ifadelerde koyu yazılmış sözcüklerden doğru olanları çember içine alınız.
I. Bisikletin 0-5. dakika aralığında sürati azalmıştır / sabittir / artmıştır.
II. Bisikletin 5-10. dakika aralığında sürati azalmıştır / sabittir / artmıştır.
III. Bisikletin 10-15. dakika aralığında sürati azalmıştır / sabittir / artmıştır.
IV. Bisikletin 15-20. dakika aralığında sürati azalmıştır / sabittir / artmıştır.
Çözüm:
Arkadaşlar, bu soruyu çözmek için önce kinetik enerji ile sürat arasındaki sihirli bağı hatırlamamız gerekiyor. Kinetik enerji, bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir. Bir cismin kütlesi ve sürati ne kadar fazlaysa, kinetik enerjisi de o kadar fazla olur.
Bisikletlinin kütlesi hareket boyunca değişmeyeceğine göre, kinetik enerjisindeki değişimler tamamen süratindeki değişimlerden kaynaklanır. Yani:
- Kinetik enerji artıyorsa, sürat de artıyor demektir.
- Kinetik enerji azalıyorsa, sürat de azalıyor demektir.
- Kinetik enerji sabitse (değişmiyorsa), sürat de sabit demektir.
Şimdi bu bilgiyle grafiğimizi adım adım inceleyelim:
Adım 1: 0-5. dakika aralığı
Grafiğe baktığımızda, bisikletlinin kinetik enerjisinin 1000 joule’den 500 joule’e düştüğünü görüyoruz. Kinetik enerji azaldığına göre, bisikletlinin sürati de azalmıştır.
Adım 2: 5-10. dakika aralığı
Bu aralıkta kinetik enerji çizgisi dümdüz ilerliyor, yani 500 joule’de sabit kalmış. Kinetik enerji değişmediğine göre, bisikletlinin sürati de sabittir.
Adım 3: 10-15. dakika aralığı
Grafikte, kinetik enerjinin 500 joule’den 1000 joule’e çıktığını görüyoruz. Kinetik enerji arttığına göre, bisikletlinin sürati de artmıştır.
Adım 4: 15-20. dakika aralığı
Bu son aralıkta ise kinetik enerji yine 1000 joule’de sabit kalmış. Bu da demek oluyor ki bisikletlinin sürati bu aralıkta sabittir.
Sonuç:
Buna göre doğru kelimeler şunlardır:
- I. Bisikletin 0-5. dakika aralığında sürati azalmıştır.
- II. Bisikletin 5-10. dakika aralığında sürati sabittir.
- III. Bisikletin 10-15. dakika aralığında sürati artmıştır.
- IV. Bisikletin 15-20. dakika aralığında sürati sabittir.
2. Soru: Aşağıdaki görselde denge durumu verilen özdeş yaylara K, L, M ve N cisimleri asıldığında yaylarda şekildeki gibi uzama meydana geliyor. Buna göre aşağıdaki soruları cevaplayınız.
a) Cisimlerin asılı olduğu yayda esneklik potansiyel enerjisini büyükten küçüğe doğru sıralayınız.
Çözüm:
Sevgili arkadaşlar, esneklik potansiyel enerjisi, bir yayın gerilmesi veya sıkıştırılması sonucu depoladığı enerjidir. Kuralımız çok basit: Bir yay ne kadar çok gerilirse, içinde o kadar çok esneklik potansiyel enerjisi birikir.
Adım 1: Yayların uzama miktarlarını bulalım.
Görseldeki her bir çizgi arasının 1 cm olduğunu görüyoruz. Yayların ne kadar uzadığını hesaplayalım:
- K cisminin asılı olduğu yay: 2 birim, yani 2 cm uzamış.
- L cisminin asılı olduğu yay: 3 birim, yani 3 cm uzamış.
- M cisminin asılı olduğu yay: 4 birim, yani 4 cm uzamış.
- N cisminin asılı olduğu yay: 1 birim, yani 1 cm uzamış.
Adım 2: Uzama miktarına göre enerjileri sıralayalım.
En çok uzayan yayda en çok enerji, en az uzayan yayda ise en az enerji birikir. Bu durumda sıralamamız şöyle olur:
En çok uzayan M (4 cm) > sonra L (3 cm) > sonra K (2 cm) > en az uzayan N (1 cm)
Sonuç:
Yaylarda biriken esneklik potansiyel enerjilerinin büyükten küçüğe sıralaması: M > L > K > N
b) Yukarıdaki düzenekte esneklik potansiyel enerjisini etkileyen hangi özellik araştırılmak istenmiştir? Açıklayınız.
Çözüm:
Bu soruda bir bilim insanı gibi düşünmemiz gerekiyor. Bir deneyde neyin araştırıldığını bulmak için “Neyi farklı tuttuk?” ve “Neyi aynı tuttuk?” diye sormalıyız.
Adım 1: Deneydeki sabit ve değişkenleri belirleyelim.
- Aynı olan (Sabit tutulan) nedir? Soruda bize “özdeş yaylar” diyor. Demek ki yayların cinsi, kalınlığı, yapıldığı malzeme aynı.
- Farklı olan (Değişken) nedir? Her yaya farklı bir cisim (K, L, M, N) asılmış ve bu yüzden yaylar farklı miktarlarda uzamış.
Adım 2: Deneyin amacını açıklayalım.
Madem ki aynı tür yaylar kullanıp onları farklı miktarlarda uzatıyoruz, o zaman biz burada “acaba yayın uzama miktarı değiştikçe depoladığı enerji de değişir mi?” sorusuna cevap arıyoruz demektir. Gördük ki uzama miktarı arttıkça depolanan enerji de artıyor.
Sonuç:
Bu düzenekte, esneklik potansiyel enerjisini etkileyen faktörlerden yayın gerilme (uzama) miktarının enerjiye olan etkisi araştırılmak istenmiştir. Çünkü özdeş yaylar kullanılarak sadece uzama miktarları değiştirilmiş ve enerji sıralaması buna göre yapılmıştır.
Umarım çözümler anlaşılır olmuştur. Unutmayın, Fen Bilimleri mantık ve merakla çok daha keyifli hale gelir. Bir sonraki dersimizde görüşmek üzere!
Henüz onaylanmış öğrenci çözümü yok.
İlk çözümü sen paylaşabilirsin. Aşağıdaki formdan fotoğrafını yükle.
1 takipçi