1. SÜRATİ TANIYALIM
Çevrenizdeki herşeyin durgun olduğunu mu düşünüyorsunuz?
Galaksi ve yıldızlardan, atomlara kadar tabiattaki herşey hareket
halindedir. Bundan dolayı insanların ilgisini çeken konuların başında
hareket gelir.
Eviniz ile çocuk parkının arasındaki uzaklığın kaç metre olduğunu biliyor musunuz? Evden parka ne kadar zamanda gidiyorsunuz?
Evden parka yürüyerek mi yoksa koşarak mı gidersek daha kısa zamanda ulaşırız?
Sürati Hesaplayalım
Dikkat edilirse, verilen tüm örneklerde yol ve yolun alınması için
geçen zaman birlikte düşünüldüğünde sürat kavramı ortaya çıkıyor. Bir
cismin birim zamanda aldığı yola sürat denir.
Buna göre;
Sürat = olarak ifade edilir.
Sürati (v), alınan yolu (x) ve geçen zamanı da (t) harfleriyle ifade edebiliriz.
Buna göre; dir.
Fizik bilimi hareket konusunda sadece süratle ilgilenmez. Hareketlinin
hareket yönü, hareket doğrultusu başlangıç noktası bir fizikçi için çok
önemlidir.
Bir cismin aldığı yolu metre(m), geçen zamanı saniye(s) birimleri ile gösterdiğimizde sürat birimini nasıl ifade ederiz?
Sürat birimi : ’den
v= olarak bulunur.
1 km = 1000 m = 100.000 cm = 1000.000 mm
1h = 60 dk = 3600 s
90 km/h kaç m/s’dir?
90 . dir.
SABİT SÜRATLİ HAREKET
Durgun haldeki bütün cisimler hareketlenebilir. Hareketli cisimler ise sabit bir süratle hareket edebilir. Sabit bir süratle hareket eden cisimler aynı zaman aralıklarında aynı yolları alırlar.
Hareketlinin izlediği yol boyunca sürati şekildeki gibi
değişmiyor veya araç eşit zaman aralıklarında eşit yol parçalarını
alıyorsa bu tür harekete düzgün doğrusal hareket (sabit süratli hareket)
denir.
Mert evinden 4800m uzaktaki okuluna 2400 saniyede varıyor.
Buna göre; sabit sürati kaç m/s’dir?
A) 1 B) 1,5 C) 2 D) 2,5
Sürat = denkleminde Sürat == 2 m/s olarak bulunur.
300 km’lik yolu 6 saatte alan bir otomobilin sürati kaç km/h’dir?
A) 10 B) 30 C) 40 D) 50
Sürat = denkleminden
Sürat == 50 km/h olarak bulunur.
İnsanlarda, kuşlar gibi uçmak arzusunun başladığı çok eski tarihlerden
beri yapılan çeşitli uçma girişimleri bir tarafa bırakılırsa asıl
anlamda ilk uçuşlar 20. yüzyılda gerçekleştirildi. Yerçekimi kuvvetini
mekanik enerjiyle yenme prensibine dayanan uçaklar kısa zamanda hızla
gelişti. Planör, helikopter ve otojir tipi uçuş araçları da uçağın
havada kalma prensibine dayanır. Kaldırma kuvveti uçan aracın sahip
olduğu mekanik enerji vasıtasıyla kanat denilen kaldırma yüzeylerinde
meydana gelir. Balon ve zeplinlerdeyse kaldırma kuvveti, havadan hafif
gazların hava içinde yükselmesiyle oluşur.
İlk uçuşlarda ancak saatte 20-25 km, 1935’lerden sonra ise yüzlerce km
hızlara çıkılabildi. Uçağın havada kat edebildiği mesafe, yani menzili
ve çıkabildiği maksimum yükseklik (irtifa) ilk zamanlarda çok düşüktü.
Gelişen teknolojiye paralel olarak menzil yirmi bin km’nin üstüne,
irtifa ise on bin metreye kadar çıktı. Bunlara paralel olarak uçakların
ağırlığı da süratle arttı. İlk zamanlar kg’la ifâde edilirken artık
tonlarla ifade edilmektedir.
Sabit süratleri sırasıyla vX = 20m/s, vY = 30m/s olan iki araç K ve L noktalarından aynı anda geçiyor.
K ve L noktaları arasındaki uzaklık 400m olduğuna göre, araçlar kaç saniye sonra karşılaşırlar?
A) 8 B) 6 C) 5 D) 4
X aracı 1 saniyede 20 metre, Y aracı ise saniyede 30
metre yol alıyor. Araçlar toplamda 1 saniye 50 metre yol alırlar. Buna
göre, 400 metrelik yol 8 saniyede alınmış olur.
2. KUVVETİ ÖLÇELİM
Plastik
bir cetveli iki elinizle bükerseniz cetvel bundan nasıl etkilenir? Bir
yayı çektiğinizde ne gözlemlersiniz? Boş bir pet şişeye kuvvet
uygulandığında şişenin şekli değişir mi?
Futbol oynarken topa vurduğunuzda top neden harekete geçer. Ya da bir balonun uçup gitmesini nasıl engellersiniz?
Sizce yukarıdaki örneklerde uygulanan kuvvetler eşit büyüklükte midir? Eğer kuvvetler farklı büyüklükte olursa bu değeri nasıl ölçeriz?
Bir kuvvetin büyüklüğü dinamometre ile ölçülür. Birimi Newton’dur ve F harfi ile ifade edilir.
Bir cisme etkiyen kuvvet oklarla gösterilebilir. Ok kuvvetin yönünü ve büyüklüğünü gösterir.
A : Uygulama noktası
Yönü : Doğu
Şiddeti : 5
Birim : Newton
Doğrultusu : Doğu-Batı
Yatay düzlemde hareket eden cisme etkiyen kuvvet yukarıdaki gibi incelenir.
DENEY
Dinamometre
Deneyin Amacı: Kuvvetin Ölçülmesi
Araç ve Gereçler: 10 N’a kadar ölçüm yapılabilen dinamometreler ve sınıfta kullanılan farklı cisimler.
Deneyin Yapılışı:
1. Öncelikle dinamometrenin yapısını inceleyiniz. Dinamometre nelerin birleştirilmesiyle elde edilmiştir.
2. Sınıftaki 10N’dan daha hafif materyalleri dinamometrenin çengeline takarak ölçüm yapınız. Her
bir materyal için dinamometreden okunan değerleri bir kağıda not ediniz.
3. Not aldığınız ölçümleri inceleyiniz. Neden birbirinden farklı sonuçlar elde ettiğinizi yorumlayınız.
4. Şimdi de dinamometreye 10 N’dan daha ağır bir
cisim takınız. Dinamometrede nasıl bir durum gözlenmektedir. Yaptığınız
ölçüm sonucu sizce doğru mu? Neden?
Ya da topu havaya doğru fırlattığımızda topa uyguladığımız kuvvetin yönü ve doğrultusu için ne söyleyebilirsiniz.
Verdiğiniz cevapları inceleyerek yön ve doğrultu kavramları arasındaki farkı yorumlayabilir misiniz?
TEMAS GEREKTİREN KUVVETLER
Durgun olan cisimleri harekete geçirmek için cisimler üzerine
kuvvet uygulamak gerekir. Bu kuvvet itme veya çekme yönünde olabilir.
Topa vuran çocuk ve topu iten çocuk hareket ettirdikleri
cisimlerle temas halindedir. Fiziksel temas sonucunda cisimlere etkiyen
kuvvetlere temas gerektiren kuvvetler denir.
Defteri silerken silgiye, camı silerken cama uygulanan kuvvetlerle
birlikte, yelkenliyi hareket ettiren rüzgarda temas gerektiren
kuvvetlere örnektir.
DENEY 2
1. Pusula yardımıyla sınıfınızın güney, kuzey, batı ve doğu yönlerini belirleyin ve yere tebeşir yardımıyla bu yönleri çiziniz.
2. İpin bir ucundan siz, diğer ucundan bir arkadaşınız tutarak doğu ve batı yönlerine geçiniz.
Daha sonra ipin her iki ucundan kuvvet uygulayarak çekin.
3. Ne tarafa doğru hareket ettiğinizi gözlemleyin. Neden?
4. Sizin ve arkadaşınızın uyguladığı kuvvetlerin
yönü ve doğrultusu için ne söyleyebilirsiniz? Aynı yönlü mü yoksa zıt
yönlü mü kuvvetler uyguladınız?
5. Hareket yönünüze bakarak hanginizin uyguladığı kuvvetin daha büyük olduğunu söyleyebilir misiniz?
6. Bu deneyi diğer iki arkadaşınız kuzey-güney doğrultusunda yaptığında gerçekleşen olayları gözlemleyiniz.
Eğer iki kuvvetin uygulama yönü aynı ise bu kuvvetlere aynı yönlü
kuvvetler, eğer kuvvetlerin yönü zıt ise bunlara da zıt yönlü kuvvetler
denir.
Şimdi aşağıdaki kuvvetleri zıt ya da aynı yönlü kuvvetler diye sınıflandıralım.
Dengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler
Bir masanın üzerindeki pastayı almaya çalışan Buse ve Başak
tabağı zıt yönlerde eşit büyüklükteki kuvvetlerle çekerse tabak hareket
eder mi? Tabağı Buse’nin alabilmesi için nasıl bir kuvvet
uygulanmalıdır?
Şekildeki gibi bir arabaya iki kişi zıt yönlü ve aynı yönlü 5N
büyüklüğünde kuvvetler uygulamaktadır. Bu durumda arabaların hareketi
için ne söylenebilir? Arabalara etkiyen kuvvetler kaç N’dur? Peki bu
kuvvetlerin etkisini yaratabilecek tek bir kuvvet düşünülebilir mi?
Bir noktaya etki eden en az iki kuvvetin yaptığı etkiyi tek başına yapabilen kuvvete bileşke(net) kuvvet denir. Bu kuvvet R harfiyle ifade edilir.
Buna göre; şekildeki cisimlere etki eden net kuvvetleri bulabilir misiniz?
Bir cisme etki eden kuvvetler aynı yönlü ise bileşke kuvvet iki
kuvvetin toplanmasıyla elde edilir.Bileşke kuvvetin yönü uygulanan
kuvvetlerle aynı yöndedir.
Şekildeki sistemde bileşke kuvvet;
R = F1 + F2 = 2+4 = 6N’dur.
Bir cisme etki eden kuvvetler zıt yönlü ise bileşke kuvvet, büyük
kuvvetten küçük kuvvet çıkartılarak bulunur. Bileşke kuvvet büyük kuvvet
yönündedir.
Şekildeki sistemde bileşke kuvvet;
R = F1 –F2 = 6–3 = 3N’dur.
Eğer bir cisme etki eden bileşke kuvvet sıfır ise ya da hiçbir kuvvet
etki etmiyorsa cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir.Cisim bu
durumda hareketsiz kalır.
Eğer bir cisme etki eden bileşke kuvvet sıfırdan farklı ise cisim dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir.
Buna göre, çevrenizdeki cisimlere bakarak dengelenmiş ve
dengelenmemiş kuvvetlerin etkisinde olup olmadıklarını yorumlayınız.
Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetler etkisinde cisimlerin hareketi
için ne söyleyebilirsiniz?
Temas Eden ve Temas Etmeyen Kuvvetler
Aşağıdaki tabloda verilen kuvvetlerden hangileri temaslı kuvvet, hangileri temas etmeyen kuvvetlerdir.
Kuvvet Çeşitleri | Temaslı Kuvvet | Temas Etmeyen Kuvvetler |
Yerçekimi Kuvveti | ||
Suyun Kaldırma Kuvveti | ||
İtme Kuvveti | ||
Kütle Çekim Kuvveti | ||
Hava Direnci | ||
Magnetik Kuvvet | ||
Elektriksel Kuvvet |
AĞIRLIK
Havaya attığınız bir top yere neden düşer? Sepeti yukarı çıkarmaya
çalışan bir çocuk ipi elinden bıraktığında sepete ne olur? Dağa
tırmanan bir dağcı dengesini kaybettiğinde aşağı düşmesine neden olan
kuvvet nedir?
Yukarıda anlatılan örneklerin hepsinde cisimlerin hareketine neden
olan kuvvet, dünya ile cisimler arasında oluşan ve yerin merkezine doğru
olan yerçekimi kuvvetidir. Yerçekimi kuvvetinin varlığını bulan bilim adamı Isacc Newton’dur.
Ayrıca Newton tüm cisimlerin diğer cisimlere bir çekim kuvveti uyguladığını söylemiş ve bu kuvvetin ismine kütle çekim kuvveti demiştir. Peki neden bir masa ile bir kitap birbirini çekmesine rağmen çekim kuvveti hissedilmiyor.
Cisimler arasındaki çekim kuvveti kütlelerle doğru orantılı, cisimler arasındaki uzaklıkla ters orantılıdır.
Yerçekiminin Etkileri
Araç ve Gereçler: 20 N ağırlığında tahta blok.
Deneyin Yapılışı:
1. Yerde duran tahta bloğu bir masanın üzerine çıkartın.
2. Masa üzerindeki tahta bloğu yere bırakın. Bloğu
masa üzerine çıkarmakla, elinizden bırakmak arasında nasıl bir fark
vardır? Sizce bunun nedeni nedir?
Ağırlık, bir cisme etki eden yerçekimi kuvvetidir.
Kütle ise, cismin sahip olduğu değişmeyen madde miktarıdır. Kütle terazi
ile ölçülürken ağırlığı ölçmek için dinamometre kullanılır.
Fatoş, Barış ve Ayşe bir taşa birbirine paralel şekilde belirtilen kuvvetleri uyguluyorlar.
Buna göre, taşa etkiyen bileşke kuvvetler kaç Newton’dur?
(Sürtünmeler önemsenmiyor)
I. Şekil
|
II. Şekil
|
III. Şekil
|
IV. Şekil
|
1. Kuvvet nedir?
2. Temaslı ve temassız kuvvetleri tanımlayınız.
3. Ağırlık nedir?
4. Kütle ve ağırlık arasındaki ilişki nedir?
5. Kuvvet uygulanan bir yayın uzama miktarı nelere bağlıdır?
Doğru mu Yanlış mı?
4. I. ve II. cisme zıt yönlü kuvvetler etki etmektedir. | Doğru | Yanlış |
5. I. ve III. cisme etki eden bileşke kuvvetler aynı yönlüdür. | Doğru | Yanlış |
6. G yerçekimi kuvveti bir temas kuvvetidir. | Doğru | Yanlış |
Doğru mu, yanlış mı?
4. Ay’ın çekim kuvveti dünyadan küçüktür. | Doğru | Yanlış |
5. Bebek Ay’da daha ağırdır. | Doğru | Yanlış |
6. Bebeğe Dünya’da etki eden kütle çekim kuvveti daha büyüktür? | Doğru | Yanlış |