7.Sınıf Fen Bilimleri 3.Ünite: Kütle ve Enerji

7.Sınıf Fen Bilimleri 3.Ünite: Kütle ve Enerji
13 Temmuz 2022 17:35
69
A+
A-

1. Kütle ve Ağırlık İlişkisi

Ağırlık Bir Kuvvettir: Evrende tüm cisimler birbirine çekim kuvveti uygular.

Bütün gök cisimleri hem birbirlerine  hem de üzerindeki cisimlere çekim kuvveti vardır.

Bütün cisimler, sahip oldukları kütleden dolayı birbirine uyguladığı bu çekim kuvvetine kütle çekim kuvveti denir.

Kütle çekim kuvveti cisimlerin kütlesinin büyüklüğüne ve aralarındaki uzaklığa bağlıdır.

Bir gök cismin kütlesi arttıkça cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvveti artar.

Gök cisim ile cisim arasındaki uzaklık arttıkça  kütle çekimi kuvveti azalır.

Yerkürenin, üzerindeki varlıklara uyguladığı kütle çekim kuvvetine yer çekimi kuvveti denir.

Yer çekimi kuvvetinin yönü daima yerin merkezine doğrudur. Belli bir yükseklikten serbest bırakılan kalem, silgi gibi eşyalar yer çekimi kuvvetinin etkisiyle yere düşer.

Aynı şekil de şelaleden akan suyun ve yağmur damlalarının yere doğru düşmesi de  yer çekimi sayesindedir.

Yerküre, üzerindeki maddelere çekim kuvveti uygularken maddeler de yerküreye çekim kuvveti uygular.

Uygulanan bu çekim kuvvetleri zıt yönlüdür.

Kuvvetin ölçülebilen  bir büyüklük olduğu ve dinamometre ile ölçüldüğü bilinmektedir. 

Dinamometreler yayların  esnekliğinden yararlanılarak yapılmıştır.

Dinamometreye bir cisim asıldığında dinamometrenin içindeki yayın esneyerek uzadığı gözlemlenir. Dinamometredeki yayın uzamasını sağlayan etki yer çekimi kuvvetidir.

Cisme etki eden yer çekimi kuvveti arttıkça dinamometrenin  yayındaki uzama miktar da artar.

Ağırlık: Kütleye etki eden yer çekimi kuvvetine ağırlık denir. Ağırlık da bir kuvvet olduğundan dinamometre ile ölçülür. Birimi Newton(Nivtın)’dır. “N” ile gösterilir.

Ağırlık cismin kütlesine ve cisme etki eden  çekim kuvvetine bağlıdır.

Bir cisme etki eden yerçekimi kuvveti, cisimile yer arasındaki uzaklığa bağlı olarak değişir.

Yer ile cisim arasnıdaki uzaklık arttıkça kütle çekim kuvveti azalır.

Dünya üzerinde kutuplardan ekvatora doğru gidildikçe cisme etkieden yer çekimi kuvveti azalır.

Bu nedenle bir cismin kutuplardaki ağırlığı, ekvatordaki ağırlığından daha büyük ölçüIür. 

Deniz kenarından yükseklere çıkıldıkça cismin Dünya’nın merkezine uzaklığı artacağı için ağırlığı azalır.

Kütle: Madde miktarının ölçüsüdür. Bir cismin kütlesi, her yerde aynıdır ve değişmez. Bir cismin kütlesi, bize onun ne kadar madde içerdiğini anlatır. Kütle, eşit kollu terazi ile ölçülür ve birimi kilogram (kg) ya da gram (g) dır. Bir cismin kütlesi farklı gezegenlerde değişmezken ağırlığı bulunduğu gezegene göre değişir.Dünya’da kütlesi 60 kg olan bir cismin Ay’daki kütlesi de 60 kg’dır.

Ancak aynı cismin Dünya’daki ağırlığı yaklaşık 600 N iken Ay’daki ağırlığı yaklaşık 100 N dir.

Kütle çekim kuvveti : Bütün cisimler, sahip oldukları kütleden dolayı diğer cisimleri kendine doğru çeker. Bu kuvvete kütle çekim kuvveti denir.

Kütle çekim kuvveti cisimlerin kütlesinin büyüklüğüne ve aralarındaki mesafeye bağlıdır.

Dünya’nın, üzerindeki varlıklara uyguladığı kütle çekim kuvvetine yer çekimi kuvveti denir.

Tüm cisimler arasında bir çekim kuvveti vardır.

Küçük kütleli bir cismin etrafındaki cisimlere uyguladığı çekim kuvveti hissedilemeyecek kadar küçük olur.

Fakat gezegenler gibi büyük kütleye sahip cisimler nesnelere büyük bir çekim kuvveti uygular.

Örneğin Dünya’da 1 kilogramlık cisme etki Eden kütle çekim kuvveti 9,81 N iken Jüpiter’de bu değer 23,3 N’dur. 2 kilogram kütleli bir cisimin Dünya’daki ağırlığı 19,62 N , Ay’daki ağırlığı 3,26 N  ve Jüpiter’deki ağırlığı 46,6 N’dur.

Dünya’nın yüzeyinden uzaklaşıldıkça Dünya’nın cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvveti azalır.

Dünya’dan Ay’a doğru yol alan bir cismin Dünya’nın yörüngesinden çıkana kadar ağırlığı azalır.

Belli bir noktadan sonra cisme, Ay’ın çekim kuvveti etki etmeye başlar. 

                                            Kütle ile Ağırlık arasındaki farkları

Kütle Ağırlık
Madde miktarının ölçüsüdür.Cisme  etki eden yerçekimi kuvvetidir.
Eşit kollu terazi ile ölçülür.Dinamometre ile ölçülür.
Birimi gram (g) ve kilogram (kg)’dır.Birimi Newton(N)’dur.
Cismin bulunduğu yere göre büyüklüğü değişmez.Cismin bulunduğu yere göre büyüklüğü değişir.

Bütün gök cisimlerinin kendi  üzerindeki cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvvetinin büyüklüğü birbirinden farklıdır. Kütle çekim kuvvetinin büyüklüğü o gök cisminin kütlesine bağlıdır.  Dünya’daki ağırlığı 6 N olan bir cismin Ay’daki ağırlığı 1 N  olarak ölçülür.

Bir cismin ağırlığı, Jüpiter gibi Dünyadan daha büyük bir gezegende Dünya’daki ağırlığından daha fazla olarak ölçülür.

Jüpiter’in kütlesi Dünya’nın kütlesinden daha fazla olduğundan cisme uyguladığı çekim kuvveti de daha fazladır.

Jüpiter’in kütlesi Dünya’nın kütlesinden daha fazla olduğundan cisme uyguladığı çekim kuvveti de daha fazladır.

Dünya’da ağırlığı 1 N olarak ölçülen bir cismin Jüpiter’deki ağırlığı yaklaşık 2.37 N olarak ölçüIür.

2. KUVVET, İŞ VE ENERJİ İLİŞKİSİ

İş terimi günlük hayatta çok sık kullanılır. Ancak bu kelimenin fiziksel anlamı ile günlük hayatta kullanılan anlamı birbirinden farklıdır.

Günlük hayatımızda “Bugün çok işim var.” ya da “Bu iş beni çok yordu.” deriz. Ancak bu durumların çoğunda fiziksel anlamda iş yapmış olmayız.

Bir cisim, uygulanan kuvvet doğrultusunda hareket ediyorsa fiziksel anlamda iş yapılıyordur.

Büyük bir kayayı iten bir kişi, kuvvet uygulamasına rağmen kayanın yerini değiştiremiyorsa fiziksel anlamda iş yapılmamış olur.

Yürürken çanta taşıyan kişinin çantaya uyguladığı kuvvet ile hareket yönü birbirine diktir.

Bu durumda da fiziksel anlamda iş yapılmamış olur.

Duvarı iten kişi kuvvet uygular ama duvarı hareket ettiremediği için fiziksel anlamda iş yapmış sayılmaz.

Kitap okuyan kişi kuvvet uygulanmadığı için iş yapmaz.

Top  atan kişi topun atılma yönü ile topu atma kuvvet yönünün aynı olması nedeni ile iş yapmıştır.

Alışveriş arabasına uyguladığı kuvvet doğrultusunda hareket ettiren bir kişi fiziksel anlamda iş yapmıştır. Yemek servisi yapan bir garson Kuvvet ile cismin hareket yönü dik olduğunda fiziksel anlamda yapılmış olmaz.

Sandığın ağırlığı değişmeden sandığı 50 m götürerek yapılan iş 100 m götürerek yapılan işten daha azdır. Uygulanan kuvvetin yatay bileşeni sandığın hareketi ile aynı yöndedir ve bir iş yapılmaktadır. Sandığın taşındığı mesafe arttıkça yapılan iş de artar.

İşçinin aynı uzaklığa 10N ve 20N’lık iki sandığı götürdüğünü düşünelim. Bu işçi 20 N’lık sandığı taşırken daha çok iş yapmış olur.

İŞ: Bir kuvvet bir cisme uygulandığında onu kendi doğrultusunda hareket ettiriyorsa iş yapıyor demektir.Yapılan iş cisme uygulanan kuvvete ve cismin aldığı yola bağlıdır.

Uygulanan kuvvet ve alınan yol ile iş arasında doğru orantı vardır. İşin binmi joule (J) şeklinde ifade edilir.

Enerji, iş yapabilme yeteneğidir. Enerji ve işin birimleri aynıdır. Enerji birimi Joule’dür. “J” ile gösterilir.

Bir iş yapılıyorsa mutlaka enerji harcanıyordur.

Ancak enerji harcanması, iş yapıldığı anlamına gelmez.   

Kinetik Enerji: Cisimin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjiye Kinetik Enerji denir.

Bir cismin hareket edebilmesi için o cisme kuvvet uygulanması gerekir.

Uygulanan kuvvet arttıkça hareket eden cismin süratide artar. Süratteki artış kinetik enerji nin de artmasını sağlar.

Kütleleri aynı olan hareket halindeki arabaların kinetik enerjisi vardır.

Ancak en önde giden arabanın sürati diğerlerinden fazla olduğu için  kinetik  enerjisi de fazladır. Eşit kütleli varlıklardan sürati büyük olanın kinetik enerjisi daha büyüktür.

Aynı süratle hareket eden iki araçtan biri 1200 kg diğeri 800 kg olan kütleli karavanı çekmektedir.

Büyük kütleli karavanı çeken araç daha fazla enerji harcar. Bunun nedeni kütle arttıkça kinetik enerjinin de artmasıdır. Bir varlığın sürati ve kütlesi arttıkça kinetik enerjisi de artar.

Potansiyel Enerji: Cisimlerin konumlarından dolayı sahip oldukları enerjiye Potansiyel Enerji denir.

Cisimler serbest bırakıldığında cisimlerin sahip oldukları potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür ve bu cisimler hareket eder.

Çekim Potansiyel Enerjisi: Yerçekimi kuvvetinden dolayı belli yükseklikteki cismin sahip olduğu enerjiye çekim potansiyel enerjisi denir. Baraj göllerinde biriken su yerden belli bir seviyeye kadar yükselir.

Biriken su durgun olduğu halde yüksekliğinden dolayı potansiyel enerjiye sahiptir. Barajın yüksekliği arttıkça biriken suyun potansiyel enerjisi de artar.            

Kütleleri 2 kg olan özdeş iki küre, şeklideki gibi 3 metre ve 6 metre yükseklikten kum zemin üzerine bırakıldığında 6 metre yükseklikten bırakılan kürenin kumda daha derin iz bıraktığı gözlemlenir.

İzin daha derin olması daha fazla enerji gerektirdiğine göre yükseklik arttıkça çekim potansiyel enerjisi de artar.

Kütlesi 2 kg ve 5 kg olan aynı büyüklükteki iki küre 3 metre yükseklikten kum zemine bırakıldığında kütlesi 5 kg  olan kürenin daha derin iz bıraktığı gözlemlenir.

İzin daha derin olması daha fazla enerji gerektirdiğine göre kütle artıkça çekim potansiyel enejisi de artar. Bir cismin ağırlığı ve yerden yüksekliği arttıkça çekim potansiyel enerjisi de artar.

Eşit kütlelere sahip cisimlerden yerden yüksekliği fazla olan cismin çekim potansiyel enerjisi de fazladır.                                           

Kuvvet uygulandığında şekil değiştirip kuvvetin etkisi ortadan kalkınca tekrar eski haline dönen cisimlere esnek cisim denir. Yay, lastik ve şişirilmiş balon birer esnek cisimdir.

Esnek cisimlerin enerji  depolama  özelliği vardır.

Esneklik Potansiyel Enerjisi: Esnek cisimlerin sıkışık yada gerginken sahip olduğu enerjiye esneklik potansiyel enerjisi denir.

Esneklik potansiyel enerjisi sıkıştırılan ya da gerilen cisimlerde depolanmış olarak bulunur. Kurmalı saatlerde ve müzik kutularında esneklik potansiyel enerjisinden faydalanılır.

Ok atmaya yarayan yaylarda esnek maddelerden yapılır. Oku atmak için gerilen yayda esneklik potansiyel enerjisi depolanır.

Yaylar; kanepe, yatak, oyuncak, tartı aleti ve spor aleti gibi pek çok eşya ve aletin yapımında kullanılır.

YORUMLAR

Henüz yorum yapılmamış. İlk yorumu yukarıdaki form aracılığıyla siz yapabilirsiniz.

error: Content is protected !!