KUVVET VE HAREKET

1. KUVVET VE HAREKET

2. Konular 1-YAYLARI TANIYALIM 2-İŞ VE ENERJİ 3-HAYATIMIZI KOLAYLAŞTIRAN MAKİNALAR 4-ENERJİ VE SÜRTÜNME KUVVETİ

3. ESNEK VE ESNEK OLMAYAN CİSİMLERİ AYIRT EDELİM

4. Duran bir cismi harekete geçiren,hareket halindeki bir cismi durduran,cismin doğrultusunu,yönünü,şeklini ve hızını değiştirebilen etkiye kuvvet denir.Kuvvet gözle görülemez,kuvvetin sadece etkileri gözlenip ölçülebilir.

5. Bazı cisimlere kuvvet uygulandığında şekillerinde değişiklik olduğunu,kuvvet ortadan kalktığında ise bu cisimlerin ilk şekillerine döndüklerini gözlemleriz.Böyle cisimlere esnek cisim,bu olaya da esneklik denir.Lastik,çelik şerit,yay,lastik top,tişört ve çorap esnek cisimlerdir.

6. Oyun hamuru,cam macunu,sıvı gibi maddeler esnek değildir.Bu maddelere kuvvet uyguladığımızda şekillerini değiştirebiliriz.Ancak kuvvet etkisi ortadan kalktığında bu maddeler eski hallerine dönmezler.Böyle cisimlere esnek olmayan cisim denir.

7. YAYLARI TANIYALIM

8. Yaylar esnek cisimlerdir. Yayların şeklinin değiştirilmesi yani gerilmesi veya sıkıştırılması için kuvvet uygulanması gerekir. Yayların şeklinin değiştirilmesi için uygulanan kuvvetler germe ve sıkıştırma kuvvetleridir. Yaylara uygulanan kuvvetler ortadan kalktığında yaylar eski haline yani denge durumuna geri dönerler.

9. Bir yayı sıkıştırmak için kuvvet uygularız. Bir yayı çektiğimizde, yayı germek için kuvvet uygulamış oluruz Örneğin, uzandığımızda vücudumuzun. Ağırlığı,yatağın içindeki yayları sıkıştırır.

10. YAYIN OLUŞTURDUĞU KUVVET Bir cismi yayın ucuna astığımızda cismin ağırlığından dolayı yay uzar.Fakat yay da asılı olduğu cisme yukarı doğru bir kuvvet uygular.Bu yüzden cisim asıldıktan sonra,yayın ucu bir müddet aşağı ve yukarı hareket eder ve bir süre sonra durur.Bu durumda cismin ağırlığı ile yayda oluşan kuvvet dengede olur.

11. Cismi yaydan ayırdığımızda yayın ucu yukarı doğru hareket eder. Eğer yayın ucundan ayırdığımız cisim daha ağır olursa yay yukarı doğru daha hızlı hareket eder. Bu durum yayın, kendisini geren cisme, eşit büyüklükte ve zıt yönde bir kuvvet uyguladığını gösterir.

12. Bir cismi yayın ucuna astığımızda,cismin ağırlığından dolayı yay uzar. Yayı geren ve sıkıştıran kuvvetin artması durumunda yayın uyguladığı kuvvet de artar.

13. Yaya gereğinden fazla kuvvet uygulandığında yay,esneklik özelliğini kaybeder ve eski haline dönemez

14. Yapımında yay kullanılan aletler tasarlanırken yay ile bu yaya uygulanacak kuvvetin uygun özellikte olmasına dikkat edilir.Bir cismin ağırlığını ölçmek için dinamometre(yaylı el kantarı) kullanılır.Bir elmayı dinamometreye astığımızda elmanın ağırlığı dinamometrenin içindeki yayı uzatır.Eğer aynı dinamometreye bir poşet elma asarsak yay bu kez daha fazla uzar.Çünkü bir poşet elmanın ağırlığı daha fazladır.

15. Kuvvet birimin Newton ve N ile gösterilir.Newton biriminin kullanışını şu şekilde örneklendirebiliriz.Örneğin 100gramlık bir çikolatanın ağırlığı yaklaşık 1 N iken,1 kg’lık şeker paketinin ağırlığı yaklaşık 10 N dur.

16. Ağırlık ölçmek için kullanılan dinamometreler kullanılacak amaca göre farklı şekillerde tasarlanır.Yayların inceliğinden ya da kalınlığından bu dinamometrelerin farklı ağırlıktaki cisimleri ölçmek için yapıldıklarını anlayabiliriz.Örneğin,ince yaydan yapılan bir dinamometre 0-1 N arasında ölçüm yaparken,kalın yaydan yapılan 0-10 N arasında ölçüm yapabilir.

17. Yaylar birçok alette kullanılmaktadır.Yapımında yay kullanılan aletlere çevremizden bazı örnekler şunlardır;

18. Fen bilimleriyle uğraşan bilim insanları için ölçme çok önemlidir. Bilim insanları yaptıkları gözlem ve araştırmalarını, uygun ölçme araçlarını kullanarak anlamlı hâle getirirler. Örneğin, bir mühendis metre ve gönye gibi araçları kullanırken bir doktor da hastasının ateşini ölçmek için termometreden yararlanır.

19. Yaydaki uzama miktarı uygulanan kuvvet ile doğru orantılıdır. Yani bir lastik ya da yaya uygulanan kuvvet ne kadar artırılırsa uzama miktarı da aynı oranda artar.

20. Günlük hayatta kullandığımız el kantarı, baskül gibi tartı araçları yayların bu özelliğine göre ölçüm yapar. Ancak uygulanan kuvvetin artırılması sonucunda lastiğin kopabileceğini veya yayın esnekliğini yitirebileceğini ve uzamanın kalıcı hâle gelebileceğini dikkate almak gerekir.

21. İŞ VE ENERJİ

22. İş kelimesini günlük hayatta sık sık kullanırız. Günlük hayatta kompozisyon yazan bir öğrenci de,el arabasını süren inşaat işçisi de iş yapmaktadır.Bahçe kazmak ya da beyin gücüyle çalışmakta bir iştir. Peki sizce hangi durumlarda iş yapmış oluruz?

23. Fen bilimlerinde işin özel tanımı vardır. Bir kuvvet,cismi uygulandığı yönde hareket ettiriyorsa iş yapıyor demektir.İş ölçülebilir bir niceliktir. Portakal toplamak Bisiklet sürmek Kızak kaymak

24. Buna göre fen anlamında yapılan eylemin iş olabilmesi için iki durum vardır. • Bir cisme kuvvet uygulanması gerekir. • Kuvvet uygulanan cismin,kuvvet yönünde hareket etmesi gerekir.

25. Öğrenci kapıyı çekerek kuvvet uyguluyor ve kapıyı açıyor böylece bir iş yapmış oluyor.Oysa kapıyı ittiğinde kuvvet uygulamış olsa da kapı hareket etmediği için bir iş yapmış sayılmaz

26. Kız öğrenci kitapları omzuna koyarak taşıdığında yerçekimi kuvvetine karşı bir iş yapmış olmaz.Çünkü taşıma sırasında kitaplara uygulanan kuvvetin yönü düşey gerçekleşen hareketin yönü ise yataydır. Kitapları alıp rafa yerleştiren erkek öğrenci bir iş yapmış olur.Çünkü uygulanan kuvvetin yönü ve hareket aynı doğrultuda

27. Kuvvet niceliksel bir büyüklüktür.Yapılan işin büyüklüğü,cisme uygulanan kuvvetin büyüklüğüne ve yer değiştirme mesafesine bağlıdır.

28. İnşaat ustası birinci resimde yerden aldığı bir tuğlayı,ikinci resimde ise iki tuğlayı duvarın üzerine koymaktadır.Tuğlalar iki resimde de aynı yüksekliğe konulmaktadır. Acaba hangisinde daha fazla iş yapmaktadır?

29. İki tuğla,bir tuğladan iki kat daha ağırdır.Dolayısıyla iki tuğlayı kaldırmak için uygulanan kuvvet,bir tuğlayı kaldırmak için uygulanan kuvvetten 2 kat fazladır.Bu nedenle de yapılan iş de iki kat fazla olur.

30. Kuvvet birimi Newton(N),yer değiştirme birimi de metre(m)dir. İş=Kuvvet.yol W=F.X Joule=Newton.metre 1 N’luk bir kuvvet,bir cismi, 2 m hareket ettirirse 2 j’luk iş yapmış olur.

31. ENERJİ NEDİR? Günlük konuşmalarımızda “enerji” kavramını sıkça kullanırız.”Enerjimiz yetersiz.Enerji fiyatları gittikçe artıyor.Enerji tasarrufu yapmalıyız.” vb. sözlerin hiç de yabancısı değiliz. Peki enerji nedir?

32. Bir cismin iş yapabilme yeteneğine enerji denir. Enerji bir madde değil,cisme ait özelliktir. Örneğin bir pilin sahip olduğu elektrik enerjisi durup dururken kullanılmaz.Bu pil bir teybe takılırsa enerjisi kullanılır,kaset bandı döndürülür ve iş yapılmış olur.Pilin enerjisi tükendiği zaman teyp de iş yapabilme yeteneğini kaybeder.Kısaca enerji yoksa iş de yapılamaz.

33. Enerji denilince aklımıza ilk gelen “elektrik,benzin,doğalgaz,rüzgar,baraj vb.dir Benzin Doğalgaz Rüzgar Baraj

34. Soyut bir kavram olan enerji yaptığı iş ile ölçülüp değerlendirilir. İş yapabilmek için mutlaka enerjiye ihtiyaç vardır.Yapılacak işlem ile enerji işe dönüşecektir.Kuvvet uygulanarak iş yapıldığında cisim enerji kazanmaktadır

35. Evlerimizi ısıtmak,yemek pişirmek,radyoda müzik dinlemek,televizyonda görüntü oluşturmak için enerji gereklidir. Bir araç, bir yerden bir yere giderken bir kuvvet harcar ve yol alır ve bir enerji harcar.Bir insan bir masayı alıp başka yere taşırsa bir enerji harcamıştır.

36. KİNETİK ENERJİ Hareketli cisimler iş yapabilme yeteneğine sahiptirler yani bu cisimlerin enerjileri vardır. Bir varlığın kinetik enerjiye sahip olduğunu anlamak çok kolaydır.Eğer bir varlık,hareket ediyorsa kinetik enerjiye sahip demektir.

37. Bu hareketinden dolayı cisimlerin sahip oldukları enerjiye kinetik enerji denir. Akan su,hareket halindeki araba,fırlatılan bir taş,yüksekte uçmakta olan bir kuşun kinetik enerjileri vardır.

38. Bir cismin sürati arttıkça,kinetik enerjisi de artar. • Bir cismin kütlesi ne kadar büyükse,kinetik enerjisi de o kadar büyüktür.

39. Eşit süratlerle hareket eden kamyonun kinetik enerjisi,arabanın kinetik enerjisinden büyüktür.Çünkü kamyonun kütlesi,arabanın kütlesinden büyüktür.

40. Eşit kütleli araçlardan süratli olanın kinetik enerjisi,yavaş olanın kinetik enerjisinden büyüktür.

41. POTANSİYEL ENERJİ Enerji sadece hareketli varlıklarda söz konusu değildir.Bazı maddeler hareketli olmadıkları takdirde iş yapabilme yeteneğine sahiptir.Cisimlerin konumlarından dolayı sahip oldukları bir enerji çeşidi vardır.Bu enerjiye potansiyel enerji denir.

42. Bayrak direğindeki bayrağın,dünya etrafında dolanan uydunun,duvarda asılı tablonun,barajlardaki birikmiş suyun potansiyel enerjisi vardır.

44. Bir cismi yukarı kaldırdığımızda cisme etkiyen yer çekimi kuvvetini (ağırlığı) yenmek için cisme kuvvet uygulamış ve bir iş yapmış oluruz. Yaptığımız bu iş kaldırdığımız cisimde çekim potansiyel enerjisi olarak depolanır.

45. ÇekİmPotansİyelEnerjİSİ Nelere BağlIdIr? • Bir cismin ağırlığı ve yerden yüksekliği arttıkça çekim potansiyel enerjisi de artar. • Bu yüzden bir topu daha yüksekten bıraktığımızda kum üzerinde daha derin bir iz bırakır

46. KİNETİK VE POTANSİYEL ENERJİNİN BİRBİRİNE DÖNÜŞÜMÜ Bir ipin ucuna cisim bağlayarak oluşturduğumuz basit bir sarkaçta bu durumu rahatlıkla gözlemleyebiliriz.