Merhaba sevgili öğrencilerim! Fen Bilimleri dersimizin bu bölümünde, birlikte eğlenceli bir deney yaparak kinetik enerjiyi daha yakından tanıyacağız. Hazırsanız, görseldeki soruları adım adım inceleyip cevaplayalım.
Deneyin Adı: KİNETİK ENERJİLERİNİ KARŞILAŞTIRALIM
Gerekli Malzemeler:
- 50 cm x 25 cm tahta levha
- 5 adet kitap
- Plastik top
- Oyuncak basketbol topu
- Tahta blok
- Cetvel
Amaç: Kinetik enerjinin bağlı olduğu faktörlerin neler olduğunu keşfetmek.
İzlenen Yol
1. “Hareketli bir cismin kütlesinin ya da süratinin artırılması kinetik enerjisini nasıl etkiler?” so-rusunun yanıtına dair tahminlerde bulununuz. Tahminlerinizi defterinize yazınız.
Bu ilk adımda, bir cismin hareket halindeyken sahip olduğu enerji olan kinetik enerjinin, cismin ne kadar ağır olduğu (kütlesi) ve ne kadar hızlı hareket ettiği (sürati) ile nasıl bir ilişkisi olabileceği hakkında düşünmenizi istiyoruz. Kendi fikirlerinizi, yani tahminlerinizi defterinize yazacaksınız. Bu, deneyin sonunda ne kadar doğru tahminler yaptığınızı görmenize yardımcı olacak.
2. Tahta levhanın bir ucunu yere dayayıp, diğer ucunun altına üç adet kitap koyarak bir eğik düzlem elde ediniz.
Şimdi deney düzeneğimizi kuruyoruz. Tahta levhamızı bir ucunu yere koyup, diğer ucunu da üç tane kitabın üzerine koyarak bir eğik düzlem oluşturuyoruz. Bu eğik düzlem, cisimlerin aşağı doğru kaymasını sağlayacak.
3. Tahta bloku eğik düzlemin alt ucunda yaklaşık 5 cm uzaklığa yerleştiriniz.
Hazırladığımız eğik düzlemin en alt kısmına, yani zemine yakın olan ucuna, tahta blok denilen küçük bir engel koyuyoruz. Bu engel, aşağıdan gelen cisimlerin ne kadar ilerlediğini ölçmek için bir başlangıç noktası olacak.
4. Plastik topu eğik düzlemin en üst noktasından serbest bırakarak tahta bloka çarpmasını sağlayınız. Tahta blokun zemin üzerinde ne kadar sürüklendiğini ölçünüz ve defterinize yazınız. Aynı işlemi basketbol topu ile yineleyiniz.
Şimdi deneyin can alıcı noktasına geliyoruz! Eğik düzlemin en tepesine plastik topumuzu yerleştiriyoruz ve elimizi çekerek serbest bırakıyoruz. Top yuvarlanarak aşağı inecek ve tahta bloka çarpacak. Tahta blok, topun çarpma etkisiyle zeminde hareket edecek. İşte bu noktada, tahta blokun ne kadar yol aldığını, yani ne kadar sürüklendiğini dikkatlice ölçüp defterimize not alacağız. Sonra aynı işlemi, bu sefer basketbol topu ile yapacağız. Bakalım iki topun sürüklediği mesafe aynı mı olacak?
5. Bu kez eğik düzlemin üst ucunun altına dört daha sonra da beş kitap koyunuz.
Deneyimize devam ediyoruz. Bu sefer, eğik düzlemin yüksekliğini biraz daha artıracağız. Üç kitap yerine önce dört, sonra da beş kitap koyarak eğik düzlemin yüksekliğini yükseltiyoruz. Bu, cisimlerin daha yüksekten bırakılmasını sağlayacak.
6. 3 ve 4. basamaktaki uygulamaları tekrarlayınız.
Yüksekliği artan eğik düzlemle, daha önce yaptığımız gibi tahta bloku yine 5 cm uzaklığa yerleştirip, plastik topu ve basketbol topunu serbest bırakarak tahta blokun ne kadar sürüklendiğini tekrar ölçeceğiz ve defterimize not alacağız. Bu sayede, eğik düzlemin yüksekliğinin kinetik enerji üzerindeki etkisini gözlemlemiş olacağız.
Sonuç
• Aynı yükseklikten bıraktığınız plastik top ve basketbol topu, tahta bloka çarptıklarında bloku aynı miktarda mı sürükledi? Niçin?
Bu soru, ilk denemelerimizde plastik top ve basketbol topunun, aynı yükseklikten bırakıldığında tahta bloku ne kadar sürüklediğini karşılaştırmamızı istiyor. Eğer sürükledikleri mesafe farklıysa, bunun nedenini düşünmeliyiz. Acaba topların ağırlıkları mı farklıydı, yoksa başka bir etken mi rol oynadı?
• Kütle ile kinetik enerji arasında nasıl bir ilişki vardır? Verilerinize dayanarak açıklayınız.
Bu soruda, deneyden elde ettiğimiz sonuçlara bakarak bir cismin kütlesinin (ağırlığının) kinetik enerjisini nasıl etkilediğini açıklayacağız. Hangi top daha ağırsa ve daha uzağa sürüklediyse, kütle ile kinetik enerji arasındaki ilişkiyi daha net görebiliriz.
• Eğik düzlemin yüksekliğini artırarak topları, tahta bloka çarptırdığınızda bloun ilk denemede nasıl bir değişim oldu? Niçin?
Bu soru, deneyin ikinci kısmında yaptığımızı hatırlatıyor. Eğik düzlemin yüksekliğini artırdığımızda, yani topları daha yüksekten bıraktığımızda, tahta blokun sürüklenme mesafesinde ne gibi bir değişiklik oldu? Bu değişimin sebebi ne olabilir? Yükseklik arttığında top daha hızlı mı hareket etti dersiniz?
• Sürat ile kinetik enerji arasındaki ilişkiyi verilerinize dayanarak nasıl açıklarsınız?
Son olarak, bu soruda da deney sonuçlarımıza bakarak, bir cismin hareket hızının (süratinin) kinetik enerjisini nasıl etkilediğini açıklayacağız. Hangi durumda tahta blok daha uzağa sürüklendiyse, o durumda cismin sürati daha fazlaydı demektir. Bu gözlemlerimizden yola çıkarak sürat ve kinetik enerji arasındaki ilişkiyi kendi cümlelerimizle ifade edeceğiz.
Sevgili öğrenciler, bu deneyle kinetik enerjinin hem cismin kütlesine hem de süratine bağlı olduğunu somut bir şekilde görmüş olduk. Unutmayın, fen bilimleri dersi yaparak ve yaşayarak öğrenmektir!