2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET • • • • • Sarmal Yayları Tanıyalım İş ve Enerji Enerji Çeşitleri ve Dönüşümleri Basit Makineler Enerji ve Sürtünme Kuvveti Bu ünitede öğrencilerin; ❖ Sarmalyaylarınözelliklerinifarketmeleri, ❖ Kuvvet,işveenerjiarasındakiilişkiyikavramaları, ❖ Enerjidönüşümlerinianlamaları, ❖ Basitmakinelerinveneamaçlakullanıldığını,hayatımızdakiöneminivesürtünmekuvvetlerininkinetikenerjidebirazalmayanedenolduğunukeşfetmeleriamaçlanmaktadır. Bu üniteyi başarıyla tamamlayan her öğrenci; FEN VE TEKNOLOJİ 1. Yaylarınesnekliközelliğinigösterdiğinigözlemler 2. Biryayısıkıştıranveyagerencisme,yayıneşitbüyüklüktevezıtyönlerdebir kuvvetuyguladığınıbelirtir. 3. Biryayıgerenesnekliközelliğinikaybedeceğinikeşfeder. 4. Biryayınesnekliközelliğinikaybedeceğinikeşfeder. 5. Yaylarınözelliklerinikullanarakbirdinamometretasarlarveyapar. 6. Kuvvet,işveenerjiarasındakiilişkiyiaraştırır. 99 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE 7. Fizikselanlamdaişitanımlarvebiriminibelirtir. 8. Bircismehareketdoğrultusunadikolaraketkiedenkuvvetin,fizikselanlamdaişyapmadığınıifadeeder. 9. Enerjiyiişyapabilmeyeteneğiolaraktanımlar. 10. Hareketlicisimlerinkinetikenerjiyesahipolduğunufarkeder. 11. Kinetikenerjininsüratvekütleileolanilişkisinikeşfeder. 12. Cisimlerinkonumlarınedeniyleçekimpotansiyelenerjisinesahipolduğunu belirtir. 13. Çekimpotansiyelenerjisinincisminağırlığınaveyüksekliğinebağlıolduğunu keşfeder. 14. Bazıcisimlerinesnekliközelliğinedeniileesneklikpotansiyelenerjisinesahipolabileceğinibelirtir. 15. Sıkıştırılmışveyagerilmişbiryayınesneklikpotansiyelenerjisinesahipolduğunufarkeder. 16. Yayınesneklikpotansiyelenerjisininyayınsıkışma(veyagerilme)miktarıve yayınesnekliközelliğinebağlıolduğunukeşfeder. 17. Potansiyelvekinetikenerjilerinbirbirinedönüşebileceğiniörneklerleaçıklar. 18. Enerjidönüşümlerindenhareketle,enerjininkorunduğusonucunuçıkarır. 19. Çeşitlienerjitürleriniaraştırırvebunlararasındakidönüşümlereörneklerverir. 20. Birkuvvetinyönününnasıldeğiştirilebileceğihakkındatahminlerdebulunur vetahminlerinitesteder. 21. Birkuvvetinyönünüve/veyabüyüklüğünüdeğiştirmekiçinkullanılanaraçları basitmakinelerolarakisimlendirir. 22. Basitmakinekullanılarakuygulanan"giriş"kuvvetindendahabüyükbir"çıkış"kuvvetieldeedebileceğinifarkeder. 23. Birişiyaparkenbasitmakinekullanmanınenerjitasarrufusağlamayacağını, sadeceişyapmakolaylığısağlayacağınıbelirtir. 24. Farklıbasitmakineçeşitleriniaraştırarakgeçmiştevegünümüzdeinsanlara sunduğuyararlarıdeğerlendirir. 25. Tasarladığıbileşikmakinelerinuzunsürekullanıldığında,ençokhangikısımlarınınneşekildeaşınacağınıtahmineder. 26. Sürtünenyüzeylerinısındığınıdeneylerlegösterir. 27. Sürtünme kuvvetinin, kinetik enerjide bir azalmaya sebep olacağını fark eder. 28. Kinetikenerjidekiazalmayıenerjidönüşümleriyleaçıklar. 29. Hava,sudirencinindekinetikenerjidebirazalmayanedenolacağıgenellemesiniyapar. 30. Sürtünmekuvvetininazyadaçokolmasınıngerekliolduğuyerleriaraştırırve sunar. 100 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET KUVVET ETKİSİNDE SARMAL YAYLARI TANIYALIM Çevremizdekicisimleryaharekethalindediryadahareketsizdir.Hareket, cismin konumunun sürekli değişmesidir. Hareket halindeki bir cismi durdurmak ya da hareketsizolancismihareketegeçirmekiçinkuvvetdenenbiretkininuygulanmasıgerekir. Bunagöre,kuvvet,bircismihareketegeçirebilmek,harekethalindekibucismi durdurabilmek,hareketinyönünüvesüratinideğiştirebilmekiçingereklietkidir. Bavulunu sürükleyen bir yolcunun, bir vidayı sıkıştıran ustanın, bir yayı geren sporcununyaptığıbuişlerdekuvvetikullandığınadikkatediniz. Ünitemizinbukısmında,kuvvetetkisiiledüzgünşekildeğişikliğigösterenyayları inceleyeceğiz. Bavulaetkiyenkuvvethareket oluşturur. Esnek madde: Kuvvetuygulandığındaşeklideğişen,kuvvetortadankalktığında tekrareskihalinedönebilenmaddelereesnek maddedenir.Yaylardamaddelerin esnekliközelliğindenfaydalanılarakyapılmıştır.Buesnekliközelliğinigöstermesi içinyaylargenellikleçelikmaddesindenyapılır.Bunagöre,yay, boyunudeğiştirmekiçinuygulanankuvvetekarşıdirençgösterenvekuvvetortadankalktığında eskişeklinialanbirdüzenektir. Yayda Kuvvet Etkisi: Biryayakuvvetuygulandığındayaydagerilmeveyasıkışmagerçekleşir. Yayda gerilme var. Kuvvet uygulandığında yayın durumu Yayda sıkışma var. Kuvvet uygulandığında yayın durumu Kuvvet Kuvvet Yapılandeneylerdebirsarmalyayauygulanankuvvetileyayınuzamamiktarının doğruorantılıolduğugörülmüştür. Boş bir yaya önce 1 kg kütleli bir cisim asıldığında yayın 10 cm uzağını kabul edelim.Budurumdaaynıyaya2kgkütlelicisimasıldığındayay20cmuzar.Yayın esnekliksınırıaşılmamakoşuluilebuişlemdevameder. NOT Yayaasılanağırlıkmiktarıarttıkçauzamamiktarıartar. FEN VE TEKNOLOJİ 10 cm 10 cm 1 kg 2 kg 101 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE Dinamometre: Kuvvet ya da ağırlık ölçen aletlere dinamometre denir. Dinamometreninenönemliparçasıyaydır.Aşağıdakişekildegörüldüğügibidinamometreyeasılanbircisimetkisindeyay,bellibirmiktaraçılarakdinamometre10 Ndeğerini göstermiştir.Özdeşbaşkabircisim dahaasıldığında buseferyayın uzamasıikikatınaçıkarakdinamometre20Ndeğerinigösterir. Kuvvet 0 0 0 5 5 5 10 10N 10N 15 15 15 20 20 20N 25 25 25 30 30 30 Kuvvet Kuvvetortadankalktığındayayeski halinedöner. İnce ve yumuşak yay I Kalın ve sert yay II Yayın uzama miktarına bağlı olarak dinamometreye asılan cisimlerin ağırlıkları karşılaştırılabilir.Dinamometreninölçüskalasınıdüzenlemekiçinöncebilinenbir ağırlıkyayaasılarakgöstergenindurduğuyerişaretlenir.Bilinenağırlıklarınkatları asılarakölçüskalasındakidiğerişaretlerinyerleribelirlenir.Buşekildedüzenlenmişdinamometredebilinmeyenkuvvetindeğeridoğruolarakölçülebilir. NOT Yayınyapıldığımaddenincinsi,kalınlığı,inceliğiveesnekliksınırı,yaydaoluşan uzamamiktarınıetkiler. Çekilerekkuvvetuygulananyaydagerilmebastırarakkuvvetuygulananyaydaise sıkışmagerçekleşir.Yayserbestbırakıldığındayineeskihalinedöner. I II Yayınkalınlığıveinceliğisıkışmamiktarınıetkiler.Bazıalanlardaincebazıalanlardaisekalınyaylarkullanılır. Eşituzunluktakiyaylarıdengekonumlarındanbaşlayarakaynımiktardasıkıştıralım.Buyaylardanbiriinceveyumuşakdiğeriisesertvekalınolsun. F1 = F F2 = F IyayıIIyayındandahainceolduğuiçin kalınyayagöredahaçoksıkışır. ŞekildeincevekalınyaylaraeşitbüyüklükteF1=FveF2=Fkuvvetleriuygulandığında,inceyayındahaçoksıkıştığınıgörmektesiniz. NOT Yayınsıkışmamiktarıyayıntürünevekuvvetinbüyüklüğünebağlıdır.Aynıkuvvet etkisindesertyayyumuşakyayagöredahaazsıkışır. 102 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET I ÖRNEK III x1 Kalın yay İnce yay II x2 Çok ince yay Şekilde verilen aynı cins maddeden yapılmış aynı boydaki yayların kalınlıkları farklıdır. Bu yayların ucuna eşit ağırlıkta cisimler asılırsa yaylardaki uzama miktarlarının nasılolacağınabakalım? Kalın yay İnce yay Çok ince yay Şekillerdedegörüldüğügibiçokinceolanyaydakiuzamamiktarıenfazlaolur. Kalınyaydakiiseenazdır. x3 Özdeş bloklar, özdeş yaylardan oluşan şekildeki sistemlere asıldığında sistemlerin uzama miktarları olan x1, x2,x3arasında; x3>x1>x2ilişkisivardır Yayın oluşturduğu tepki kuvveti NOT Kuvvet Yaylarkendilerinisıkıştıranveyagerenkuvvetlereaynıbüyüklüktevezıtyönde tepkikuvvetiuygularlar.Bukuvvetlerinyönüyandakişekillerdegösterilmiştir. Yayın oluşturduğu tepki kuvveti Kuvvet NOT Yaya uygulanan kuvvet ile yayın uzama miktarını gösteren grafik yandaki gibi olur.Uygulanankuvvetarttıkçauzamamiktarıartar. Grafikte de görüldüğü gibi uygulanan kuvvetle yayda oluşan uzama miktarı doğruorantılıdır. Yaya uygulanan kuvvet 0 Yaydaki uzama miktarı FEN VE TEKNOLOJİ 103 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ETKINLIK - 1 a) Aşağıdakiboşbirsarmalyayasırasıyla10N,20Nve30Nağırlıklarıasılıyor. 4 cm 10 N 10 N 10 N 10 N 10 N 10 N Yaya10Nağırlığıasıldığındayay4cmuzuyor.Bunagöreyaya20Nve30Nağırlıklarıasıldığındayaydanekadar uzamagerçekleşir?Asılanağırlıkileuzamamiktarlarınıkullanarakağırlıkuzamatablosunudoldurunuz. Ağırlık (N) Uzama miktarı (cm) b) Tabloyayazdığınızdeğerlerikullanarakyandaverilenağırlıkileuzamamiktarınındeğişiminigösterengrafiğiçiziniz. Ağırlık (N) Uzama miktarı (cm) 0 c) Yaya90Nağırlığındabircisimasılırsayayınuzamamiktarıkaçcmolur? ......................................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................... 104 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 2 3 cm 6 cm 9 cm Denge konumu 12 cm X X Y X Y Z Yukarıdakişekillerdedengekonumundabulunan3cm'likyayaönceX,sonraXveYdahasonradaX,Y,Zağırlıklarıbirlikteasılıyor. Bunagöre; 1. X'inağırlığı30NiseYveZağırlıklarıkaçN'dur? ......................................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................... 2. Buyaylaenfazla150Nölçüldüğünegöre,yaya160Nasarsakyaydanasıldeğişikliklermeydanagelir? ......................................................................................................................................................................................... ......................................................................................................................................................................................... 3. Yayaasılanağırlıkdeğerleriileyaydaoluşanuzamamiktarlarınıgösterenağırlık-uzamamiktarlarıgrafiğiniçiziniz. Ağırlık (N) Uzama miktarı (cm) FEN VE TEKNOLOJİ 105 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ETKINLIK - 3 Aşağıdakisistemlerdebulunanyaylaraokyönündekuvvetetkietmektedir.Yaylarınbukuvvetegösterdiğitepkikuvvetlerininyönlerinigösteriniz. a) b) Kuvvet Kuvvet c) d) Kuvvet Kuvvet Kuvvet Yaylı yatak e) f) Kuvvet Kuvvet Yaylı koltuk g) h) Kuvvet Kuvvet Kuvvet 106 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 4 Biryayauygulanankuvvetileyayınsıkışmamiktarıyadaaçılmamiktarıarasındakigrafikleriçiziniz. 1. Kuvvet (N) 8 F1 = 2N 6 4 2 F2 = 4N 0 0,2 m 0,2 m 0,1 0,2 0,3 0,4 0,6 0,9 1,2 0,6 0,9 1,2 0,4 0,6 0,8 Sıkışma (m) 2. Kuvvet (N) 16 F1 = 8N 12 8 4 F2 = 16N 0 0,3 m 0,3 m 0,3 Sıkışma (m) 3. Kuvvet (N) 4 F1 = 2N 3 2 F2 = 4N 1 0 0,6 m 0,6 m 0,3 Sıkışma (m) 4. Kuvvet (N) 4 F1 = 2N 3 2 F2 = 4N 0,4 m 0,4 m FEN VE TEKNOLOJİ 1 0 0,2 Açılma (m) 107 KUVVET VE HAREKET Yerçekimiivmesinin(g)değeridünyada yaklaşık 10 N/kg değerindedir. Ay'da yaklaşık 2. ÜNİTE Ağırlık ve Kütle: Ağırlıkvekütleaynıanlamagelmez.Ağırlıkbircismeetkiyen yerçekimkuvvettir.Kütle isecisimdekimaddemiktarınınbirölçüsüdür.Ağırlık dinamometreile,kütleiseeşitkolluteraziileölçülür.Kütlebirimiolarakkilogram (kg), gram (g) gibibirimlerkullanılır.Ağırlıkbirimiolaraknewton (N) kullanılır. 10 N/kgdeğerindedir. 6 YanicisminDünyadakiağırlığı,Ay'daki ağırlığının6katıdır. Güneş sistemindeki gezegenlerin herbirinin kütle çekim ivmelerinin değeri farklıdır. Ağırlık = Kütle x Yerçekimiivmesi G (Birimi Ndur) = m (Birimi kg'dır) x g (Birimi N/kg'dır.) NOT BircismeaitkütledeğeriDünya'daveAy'daeşittir.Ancakağırlıkdeğeri,Ay'da Dünyadakinegöredahaküçüktür. ALIŞTIRMA 1 a) 500gramkütlesindekifutboltopununağırlığınıhesaplayalım. (gdeğerini10N/kgalınız.) Önce500gramının0,5kilogramolduğubulunuz.Dahasonraaşağıdakigibi formüldeyerineyazılır. G=m·g G=0,5kg·10N/kg G=5Nbulunur. m=500g b) 12kilogramkütlesindekibirmasanınağırlığınıhesaplayalım. 108 (gdeğerini10N/kgalınız.) G=m·g G=12kg·10N/kg =12Nbulunur. FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 5 a) Kütledeğerleriaşağıdaverilencisimlerinağırlıklarınınewton(N)birimiylehesaplayınız. (Çekimivmesiolarakg=10N/kgkullanınız.) m(Kütle) G(Ağırlık) • 200g .................. • 400g .................. • 2kg .................. • 4kg .................. • 0,5kg .................. • 100g .................. • 1,5kg .................. • 9000g .................. • 80g .................. • 0,03kg .................. b) Ağırlıkdeğerleriverilencisimlerinkütlelerinikilogram(kg)birimiylehesaplayınız. (Çekimivmesiolarakg=10N/kgkullanınız.) m(Kütle) G(Ağırlık) • .................. 30N • .................. 0,5N • .................. 45N • .................. 90N • .................. 15N • .................. 250N • .................. 3,6N • .................. 8N • .................. 16N • .................. 0,01N FEN VE TEKNOLOJİ 109 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE TEST - 1 1. 4. 400 g kütlesindeki bir cismin ağırlığı kaç N değerindedir? (g=10N/kgalınız.) A)4000 2. B)400 I C)40 II (g=10N/kgalınız.) D)4 III A)0,6 K L K C)12 A)YalnızI C)IveII D)10 6. 3. B)YalnızII D)IIveIII Palme Yayıncılık Şekil IV durumunda engel kaldırılarak denge sağlanırsa yay kaç cm uzar? B)14 D)600 Bir cisme ait yukarıda verilenlerden hangileri hem Dünya'da hem de Ay'da aynı değerdedir? (Sıcaklık sabit) engel Yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi boş yaya K cismi asıldığında yay 4 cm uzuyor. Aynı boş yaya Şekil III dekigibiLcismiasıldığındayayfazladan8cmdaha uzuyor.ŞekilIVdeKveLcisimleribirbirlerineyapıştırılıp,yayabağlanıyor. A)16 C)60 5. I. Ağırlık II. Kütle III. Hacim L B)6 IV 4 cm 8 cm 600 N ağırlığındaki bir cismin kütlesi kaç kg dır? I II III Uzama (cm) 24 18 10 cm K K 12 6 0 2 4 6 8 10 12 Kuvvet (N) Biryayauygulanankuvvetinyayınuzamamiktarlarına bağlıgrafiğişekildekigibidir. Yaya uygulanan kuvvet 8 N olduğunda yayın uzama miktarı kaç cm dir? A)13 110 B)14 C)16 D)17 BoşbiryayaŞekilIIdekigibi1kgkütleliKcismiasıldığındayay10cmuzamaktadır. Aynı özdeş yaylardan iki tanesi Şekil III deki gibi paralel bağlanarak uçlarına aynı K cismi asıldığında yay sistemi kaç cm uzar? (İpucu:ŞekilIIIdekigibiparalelbağlamadaherbirine uygulanankuvvetcisminağırlığınınyarısıdır.) A)10 B)5 C)2,5 D)1 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET TEST - 1 10. 7. I II 8 cm 2 kg Şekil I 3 kg Şekil II 5 kg Şekil III Boşbiryayaasılan2kgkütlelicisimŞekilIIdekigibi8 cmuzatıyor. C)12 A)1 F=10 N 11. 6 cm D)6 B)10 C)12 (g=10Nkgalınız.) FEN VE TEKNOLOJİ B)6 C)60 D)600 M 10 D)15 Kütlesi 600 g olan bir cismin ağırlığı kaç N dur? L 20 0 A)0,6 K 30 Yukarıdakişekildegörüldüğügibibiryaya10Ndeğerindekuvvetuygulandığındayay6cmsıkışıyor. A)8 Uzama (cm) 40 Aynı yaya 25 N değerinde kuvvet uygulanırsa yay kaç cm sıkışır? 9. C)4 D)10 8. B)2 Palme Yayıncılık B)16 ÜçözdeşyayŞekilIdekigibiparalelbağlanarakuçlarına3kgkütleasıldığındaherbiri4cmuzayarakdengeyegeliyor. Aynı özdeş yaylardan birine Şekil II deki gibi 1 kg kütleli cisim asılırsa kaç cm uzar? Aynı yaya 5 kg kütleli cisim asılırsa yay kaç cm uzar? (g=10N/kg) A)20 1 kg 10 20 30 40 50 Kuvvet (N) K,L,Myaylarıileyapılandeneylerdeuzamamiktarının uygulanankuvvetebağlıgrafiklerişekildeverilmiştir. K, L, M yaylarının herbirine 20 N kuvvet uygulandığında yayların uzama miktarlarının büyükten küçüğe doğru sıralanışı nasıldır? A)K>L>M C)K>M>L B)M>K>L D)M>L>K 111 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE TEST - 1 12. 15. Yatak Koltuk Dinamometre Mandal 3 cm ? Tükenmez kalem Yukarıdaki eşyaların kaç tanesinde yay kullanılabilir? Şekil I Şekil II A)5 Şekil III B)4 C)3 D)2 Şekil I deki gibi boş bir sarmal yay üzerine iki adet özdeşbilyekonulduğundaŞekilIIdekigibi3cmsıkışmaktadır. Yayın üzerine Şekil III teki gibi toplam 3 özdeş bilye konulursa toplam kaç cm sıkışır? A)3,5 B)4 C)4,5 D)5 16. 13. Ağırlığı 36 N olan bir cismin kütlesi kaç kg dır? (g=10N/kg) A)3600 B)360 D)36 E)3,6 Palme Yayıncılık 6N 4N 2N 1N Ağırlıkları verilen katı küresel cisimler özdeş dinamometrelere asıldıklarında hangisi en küçük değeri gösterir? A) B) C) D) 14. Aşağıda verilenlerden hangisinin yapısında yay bulunmaz? A) B) C) D) 17. Aşağıda verilenlerden hangisi bir cismin ağırlığını ifade eder? A)3kg C)4,5N 112 B)2,4m D)20g FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET TEST - 2 1. I. Yay,esnekbircisimdir. II. Oyunhamurundaesneklikbakımındanyayabenzer. III. Kuvvet uygulandığında şekli değişen, kuvvet ortadankalktığındatekrareskihalinedönencisimlereesnekcisimdenir. 4. x1 x3 Yukarıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır? A)YalnızI C)IveIII 2. 20N B)YalnızII D)IIveIII Kuvvet (N) 30 20 Özdeşyaylardanoluşansistemlereşekildekigibi20N ve30Ndeğerindeağırlıklarasılarakdengesağlanıyor. Yayların uzama miktarları x1, x2 ve x3 şeklinde verildiğine göre; L 30 20N 30N Kuvvet (N) K x2 x1 = x2 = x3 x3 > x2 > x1 15 10 Beliz 2 2 3 Uzama miktarı (cm) Kuvvet (N) Kuvvet (N) L 60 4 Uzama miktarı (cm) N 60 40 30 20 3 6 Uzama miktarı (cm) 1 2 3 Uzama miktarı (cm) A)Beliz C)Erdem 5. Kuvvet (N) K L 30 3 6 9 Uzama miktarı (cm) YukarıdakigrafikteKveLcisimlerineaitkuvvet-uzama miktarıilişkisiverilmiştir. Buna göre; 3. I. Cammacunu II. Lastiktop III. Bisiklettekerleği IV. Şişirilmişbalon Yukarıda verilenlerden hangisi esnek cisim değildir? FEN VE TEKNOLOJİ B)Ceyda D)Gökhan 60 B)KveM D)K,MveN B)II Gökhan öğrencilerden hangisinin söylediği uzama miktarı ile ilgili sıralama doğrudur? Buna göre, hangi yaylar özdeştir? A)I x3 > x1 > x2 Erdem Yukarıdaki şekilde K, L, M, N yaylarına ait kuvvetuzamamiktarıgrafikleriverilmiştir. A)KveL C)L,MveN Ceyda x1 = x3 > x2 Palme Yayıncılık 1 C)III D)IV I. KyayıLyayındandahaserttir. II. KveLyaylarıözdeştir. III. Lyayı,Kyayınagöredahahassasölçümyapar. verilen ifadelerden hangileri yanlıştır? A)YalnızI C)YalnızII B)IveII D)I,IIveIII 113 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE TEST - 2 9. 20N'likbircisimbiryayatakıldığındayay,18cmuzamaktadır. 6. Aynı yaya 60 N'lik başka bir cisim takıldığında yay kaç cm uzar? A)30 Z B)40 C)54 D)60 X X 10. Umutağır,Dilaraçokhafif,Gökçeisehafifbircismin havadakiağırlığınıdinamometreileölçmekistiyor. Y Y I II III Çok ince yay kullanılan dinamometre İnce yay kullanılan dinamometre Kalın yay kullanılan dinamometre Z YukarıdaverilenözdeşyaylardakiX,Y,Zcisimlerişekildekigibidengededir. Buna göre, yaylara asılan X, Y, Z cisimleri nin ağırlıkları arasındaki büyüklük ilişkisi aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? B)X=Y=Z D)Y>Z>X 7. •Gözlükçerçevesi •Dinamometre •Kanepe •Mandal •Bisiklet •Terazi •Oyunhamuru •Camşişe Buna göre Umut, Dilara ve Gökçe'nin kullandığı dinamometrelerin doğru gruplandırılması aşağıdakilerden hangisinde verilmiştir? Palme Yayıncılık A)X>Y>Z C)Z>Y>X Yukarıda verilenlerden kaç tanesinde kesinlikle yay kullanılmaz? A)2 B)3 C)4 8. D)5 F=10N 20 cm Umut Dilara Gökçe A) I II III B) II I III C) III I II D) III II I 11. 15 cm F=? Yağmur Rüzgar Ağırlık eşit kollu terazi ile ölçülür. 10 cm Sılabirucuduvarasabitlenmişdiğerucuserbestolan 20cmboyundakiyayı10N'likkuvvetlesıkıştırılıyorve yayınboyu15cmoluyor. Buna göre, Sıla yaya kaç N'luk kuvvet uygularsa yayın boyu 10 cm olur? A)15 114 B)20 Ağırlık cisme etki eden yer çekimi kuvvetidir. Kütlenin birimi newtondur. C)25 D)50 Fırat Yukarıdaki öğrencilerden hangilerinin söylediği ifade doğrudur? A)YalnızYağmur C)YağmurveFırat B)YalnızRüzgâr D)RüzgârveFırat FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET İŞ VE ENERJİ İş:Fizikselanlamdabirsistemüzerindeişyapabilmekiçinsisteminenerjisinde artma ya da azalma olmalıdır. Örneğin; Yerden yukarı doğru kaldırılan bir cisminpotansiyelenerjisiartar.İtilerekhızlandırlanbircisminkinetikenerjisiartar. Sürtünmedendolayıhızıolancisimlerinkinetikenerjisiazalır.Tümbuolaylarda fizikselanlamdaişyapılmıştır.Görüldüğügibiişiyapankuvvettir.Ancakkuvvetin olduğuheralandaişyapılırdadenilemez.Örneğinbirduvarauygulanankuvvet, duvarıhareketettiremediğiiçinişyapılmaz Kuvvet,bircismeuygulandığıdoğrultudahareketverebiliyorsabilimselanlamdabir işyapmışolur.Kuvvetuygulandığıhaldecisimhareketetmiyorsaişyapılmaz. F Birtahtasilgisikuvvetinetkisindehareket ettiğinegörebirişyapılmışolur. Cisim x Fkuvvetietkisindecisimxkadaryerdeğiştiriyorsa,yapılaniş; W=F.X Yerdeğiştirme Kuvvet İş şeklindeyazılır.İşbirimiolarak,joulekullanılır. joule = newton · metre joule=N·m NOT Bazıdurumlardacisimharekethalindeolsabileuygulanankuvvet,hareketdoğrultusunadikiseişyapılmaz. Tahta silgisine şekildeki gibi dik kuvvet uygulandığında hareket olmuyorsa iş yapılmışolmaz. F Hareket yönü Yukarıdaki şekilde F kuvveti hareket doğrultusuna dik olduğu için, yapılan iş sıfır olur. NOT Biradambircismiyerdenyukarıkaldırırsayerçekiminekarşıbirişyapılmışolur. Fakataynıcismiaynıyükseklikteyatayolaraktaşırsayerçekimikuvvetinekarşı işyapılmaz.Çünküyerçekimihareketihareketdoğrultusunadiktir. Yerçekim kuvvetine karşı iş yapılmaz. Yerçekimine karşı iş yapılır. FEN VE TEKNOLOJİ yer Kuvvet hareket yönüne dik ise bu kuvvet işyapmaz. 115 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ÖRNEK YatayvesürtünmesizdüzlemüzerindekimkütlelicismeF=10Ndeğerindebir kuvvet,2metreyolboyuncauygulanıyor.Yapılanişinkaçjouleolduğunubulalım. F=10 N m 2m Yapılaniş=Kuvvet·Yerdeğiştirme W=F·x W=10Newton·2metre W=20joulebulunur. ÖRNEK Kutu F1=25 N F2=10 N Sürtünmesizyataydüzlemüzerindekibirkutuyaşekildegösterilenyönlerde10N ve25Nkuvvetlerietkiediyor.Bunagöre,Xcismikuvvetleretkisinde2,5metreyol alabildiğinegöreyapılanişkaçjoule'dir? Busorudaöncecismeetkiedennetkuvvetibulalım. Birsistemeuygulanankuvvetileyerdeğiştirme aynı doğrultuda ise, İŞ YAPILIR. 25N–10N=15N'liknetkuvvetle2,5metreyolalıyor. Bunagöre;Yapılanİş =15N·2,5m Birsistemeuygulanankuvvetileyerdeğiştirmebirbirinedikise,İŞSIFIRDIR. Kuvvet etksinde hareket yoksa, İŞ SIFIRDIR. 116 =37,5jouleolur. ÖRNEK Aşağıdaverilenörneklerdenhangilerindeişyapılır? 1. Yukarıdan aşağıya serbest bırakılan cisim. Yerçekimikuvvetiişyapar.Yerçekimkuvvetinin(ağırlık)yönüilecisminyerdeğiştirmesininyönübirbirineparaleldir. 2. Yatay yolda yürüyen adam. Yerçekimkuvvetinekarşıişyapılmaz.Adamaetkiedenyerçekimkuvvetinin yönüilealdığıyolundoğrultusuaynıdeğildir. 3. Market arabasını iterek yatay yolda hızlandıran kadın. İşyapılırİtmekuvvetiilearabanınaldığıyolundoğrultusuaynıdır. 4. Durakta otobüs bekleyen öğrenci. İşyapılmaz.Çünkühareketyok. 5. Kitabın yerden yükseltilerek alt taraftan üst tarafa konulması. Yerçekiminekarşıişyapılır.Kitabaetkiyenyerçekimkuvveti(ağırlık)ilecismin aldığıyolundoğrultusuaynıdır. FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 6 Yukarıdaverilenşemadakiboşluklarauygunkavramlarıyazınız. İŞ Bağlıdır. KUVVET ................... Birimidir. Bağlıdır. ................... Birimidir. Birimidir. ................... ................... ETKINLIK - 7 Aşağıdakicümlelerhakkındadoğruise(D),yanlışise(Y)kararınıvererekhangişekleulaşırsanızdoğruyapmışolursunuz. Ulaştığınızşekliniçin(X)işaretikoyunuz. Cismin iş yapabilmesi için cisme etki eden kuvvet ile cismin aldığı yolun doğrultusu birbirine dik olmalıdır. D Yerden yukarı doğru atılan bir cisim örneğinde, yerçekimine karşı iş yapılır. D FEN VE TEKNOLOJİ Y Y Duran bir cisim de bilimsel anlamda iş yapar. D Y 117 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ETKINLIK - 8 Aşağıdaki olayların hangilerinde fiziksel anlamda iş yapılır, hangilerinde iş yapılmaz? Resimlerin altlarındaki boşluklara yazınız. a) b) c) Kaydıraktan kayan çocuk Duvarda asılı duran tablo Sırtında çanta taşıyarak yürüyen çocuk ............................................................... ............................................................... ............................................................... d) e) f) Kutuyu yerden kaldıran adam Arabayı iterek hareket ettiremeyen adam Gökyüzüne yükselen balon ............................................................... ............................................................... ............................................................... ETKINLIK - 9 Aşağıdakiüçşekildesürtünmesizzemindedurmaktaolancisimlerekuvvetleruygulanmaktadır.Hangişekillerdeişyapılmaktadır.Cevabınızıboşluklarayazınız. 20 N 20 N 10 N 15 N 1 2 10 N 3 1.şekildeiş..................................................................................Çünkü........................................................................................ 2.şekildeiş..................................................................................Çünkü........................................................................................ 3.şekildeiş..................................................................................Çünkü........................................................................................ 118 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 10 Yatay ve sürtünmesiz düzlemdeki bir bloka uygulanan kuvvetler etkisinde yapılan net iş değerlerini hesaplayarak boş kutuyayazınız. Yapılan net iş F=10 N Alınan yol = 2 m Yapılan net iş F2=2 N F1=8 N Alınan yol = 3 m Yapılan net iş F2=3 N F1=12 N F3=7 N Alınan yol = 4 m Yapılan net iş F2=15 N F1=6 N F2=3 N Alınan yol = 5 m Yapılan net iş F1=2 N F2=2 N Alınan yol = 6 m FEN VE TEKNOLOJİ 119 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE Enerji Nedir? Atınçektiğikızağınhızındandolayıbir kinetikenerjisivardır. Enerjisiolancisimyadasistemişyapmayeteneğinesahiptir.Kısacaenerji,iş yapabilmeyeteneğidir.Doğadabirçokenerjitürüvardır.Kinetikenerji,potansiyel enerji, kimyasal enerji, ışık enerjisi, nükleer enerji bunlardan birkaçıdır. Burada sadecekinetikenerjivepotansiyelenerjiyiinceleyeceğiz. Kinetik Enerji Bircisminhareketindendolayısahipolduğuenerjiyekinetikenerjidenir. Kinetikenerjicisminsüratinevekütlesinebağlıdır. • Cisminkütlesiartarsakinetikenerjisideartar. • Cisminsüratiartarsakinetikenerjisideartar. Yapılandeneylersonucundakinetikenerjininsüratvekütleyebağlılığıaşağıdaki bağıntıileifadeedilir. KinetikEnerji= Kütle·(sürat)2 2 m.J2 2 KE = Bellibirsüratiolançekiçkinetikenerjiye sahiptir. Dolayısıyla çiviyi duvara çıktığındabirişyapılmışolur. NOT Kinetikenerjibirimiolarakjoulekullanılır. ÖRNEK v = 2 m/s m = 2 kg v = 4 m/s m = 1 kg v = 4 m/s m = 2 kg Yukarıdasürativekütlesiverilencisimlerinkinetikenerjilerinihesaplayalım. KE = = m·v 2 2 2· (2·2) 2 = 4 joule 120 KE = = m·v 2 2 1· (4·4) 2 = 8 joule KE = = m·v 2 2 2· (4·4) 2 = 16 joule FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET UYARI Bircisminsüratiikikatınaçıkarılırsakinetikenerjisidörtkatınaçıkar.Aynışekilde süratiaynıolancisminkütlesiikikatınaçıkarsakinetikenerjisideikikatınaçıkar. Potansiyel Enerji Bazıcisimlerhareketsizolsalarbilebirenerjiyesahiptirler.Bunaenbasitörnek yerdenbellibiryüksekliktetutulancisminsahipolduğuenerjidir.Buenerjiyeçekim potansiyel enerjisi denir.Cisimserbestbırakıldığındadepoladığıpotansiyel enerji,depolanabilirenerjiolarakifadeedilir. Bircisminçekimpotansiyelenerjisicisminağırlığınaveyerdenyüksekliğinebağlıdır. Sporcu halteri yerden belli bir yüksekliğe kaldırarak haltere çekim potansiyel enerjisikazandırır. • Cisminağırlığıartarsapotansiyelenerjisideartar. G • Cisminyerdenyüksekliğiartarsapotansiyelenerjisideartar. Çekimpotansiyelenerjisinincisminağırlığınaveyerdenyüksekliğinebağlıolduğu aşağıdakibağıntıileifadeedilir. Çekimpotansiyelenerjisi=Ağırlık·Yükseklik PE=G·h PE=mg·h h Yerden h kadar yükseklikte bulunan G ağırlıklı bir cismin çekim potansiyel enerjisi ağırlığı ve bulunduğu yüksekliğin çarpımıilebulunur. NOT Potansiyelenerjibirimiolarakjoulekullanılır. ÖRNEK Yandakişekildeağırlığı20NolanXtopuileağırlığı10NolanYtopugösterilen yüksekliklerdetutuluyor.XveYtoplarınınçekimpotansiyelenerjilerinikarşılaştıralım. Xinpotansiyelenerjisi =GX·hX =20·3 =60joule Yninpotansiyelenerjisi =GY·hY =10·6 =60joule Gy= 10 N Y Gx= 20 N h y= 6 m X hx= 3 m Yer Busonuçlaragöreçekimpotansiyelenerjilerieşitolur.Buradanşöylebirsonuç çıkarılabilir;çekimpotansiyelenerjisiyalnızağırlığıyadayalnızyüksekliğebağlı değildir.İkisinedebirliktebağlıdır. FEN VE TEKNOLOJİ 121 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE Esneklik Potansiyel Enerjisi Esnekmaddelergerildikleriyadasıkıştırıldıklarındaenerjidepolarlar.Örneğingerilenbirlastikyadasıkıştırılanbiryaydaesneklikpotansiyelenerjisioluşur.Sistemserbestbırakıldığındabupotansiyelenerjibaşkaenerjileredönüşür.Örneğin serbestduranbiryaysıkıştırılarakönünecisimkonulupbırakıldığındayaydaoluşankuvvetdepolananesneklikpotansiyelenerjisinikinetikenerjiyedönüştürür. cisim cisim Yay sıkışmadığı için yayda esneklik potansiyel enerjisi yoktur. cisim Cisimyayadoğruitilipyaysıkıştırılırsa yayda esneklik potansiyelenerjisidepolanır. Cisimserbestbırakıldığındaesneklik potansiyel enerjisi cisme kinetikenerjiolarakaktarılır. Sıkıştırılanyaydadepolananesneklikpotansiyelenerjisiyayınsıkışmamiktarına bağlıdır.Sıkışmamiktarıartarsaesneklikpotansiyelenerjisideartar.Ayrıcaaynı miktardasıkıştırılanbiriincediğerikalınyaydadepolananpotansiyelenerjilerinin miktarıfarklıdır. cisim Kalın yay cisim İnce yay Kalınveinceyaylarözdeşcisimlerlesıkıştırılırsainceyaydadepolananpotansiyel enerjidahaazdır. NOT Esneklikpotansiyelenerjisiyayıntürüne(yapıldığımaddenintürü,yayınkalınlığı) vesıkışmamiktarınabağlıdır. ÖRNEK G3 = 20 N G1 = 10 N G2 = 20 N 2 metre 1 metre I Cismin çekim potansiyel enerjisi: EP = G . h = 10 . 1 = 10 joule 122 1 metre II Cismin çekim potansiyel enerjisi: EP = G . h = 20 . 1 = 20 joule Yandaözdeşüçyaytamponunüzerineserbestbırakılanüçcisminyaylarısıkıştırmamiktarlarınıkarşılaştıralım. Cisimlerin kaybettiği çekim potansiyel enerjileri önce kinetik enerjiyedönüşürdahasonrabukinetikenerjiyayaesneklikpotansiyelenerjisiolarakaktarılır. YandakiI,II,IIIyaylarınasırasıylaaktarılanenerjiler10joule,20 jouleve40jouleolduğunagöresıkışmamiktarlarınınbüyüklük sıralamasıIII>II>Işeklindeolur. III Cismin çekim potansiyel enerjisi: EP = G . h = 20 . 2 = 40 joule FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE Potansiyel Enerji İle Kinetik Enerjinin Birbirine Dönüşümü Potansiyelenerjisiolanbircisimyerdenbellibiryükseklikteserbestbırakıldığında süratiartarbunabağlıolarakdakinetikenerjisiartar.Buartışkadardapotansiyel enerjiazalır.Yaniartankinetikenerjimiktarı,azalanpotansiyelenerjimiktarıkadardır.Ancakbuenerjidönüşümlerindesürtünmelerdendolayıısıenerjisineolan dönüşümönemsizsayılmıştır. Azalan Potansiyel Enerji = Artan Kinetik Enerji Sonuç olarak sürtünmenin ihmal edildiği ortamda kinetik enerji ile potansiyel enerjinintoplamısabittir.Bunaenerjinin korunumudenir.Kinetikenerjiilepotansiyelenerjitoplamınamekanik enerjiadıverilir. • Barajlardabirikensupotansiyelenerjiyesahiptir.Barajlardakisuakmayabaşlayıncasahipolduğupotansiyelenerjikinetikenerjiyedönüşür. • Yerdeduranhelikopterinhavalanmasısonucuhelikopterpotansiyelenerjiyesahipolur. KUVVET VE HAREKET Kaydıraktan kayan çocuğun potansiyel enerjisikinetikenerjiyedönüşür. ENERJİ ÇEŞİTLERİ VE DÖNÜŞÜMLERİ Doğadabirçokenerjitürüvardır.Kinetikenerji,potansiyelenerji,kimyasalenerji, elektrikenerjisi,ısıenerjisi,ışıkenerjisibilinenenerjitürlerindenbazılarıdır.Enerji birbiçimdenbiryadadahafazlabiçimedönüşebilir.Enerjidönüşümlerisadece kinetikenerjiilepotansiyelenerjiarasındaolmaz.Örneğinbirpilinbağlıbulunduğudevretamamlandığızaman,pildekikimyasalenerjielektrikenerjisine,elektrik enerjisibirelfenerindeışıkenerjisinedönüşür.Bunabenzerbirçokenerjidönüşümünüçevremizdeheranizleyebiliriz. Yandakiresimsıralamasındagörüldüğügibienerjibirtürdenbaşkabirtüredönüşmektedir.Budönüşümzincirininifadesişöyledir: Güneş, uzayda yayılan çok büyük bir enerji üretir. Bu enerji Dünya'ya ışık enerjisi olarak ulaşılır. Bitkiler ışık enerjisini fotosentez yapmak için kullanırlar. Fotosentez sonucunda besin üretirler. Besininin bir kısmı büyüme için kullanılır bir kısmı da meyvelerde depolanır. Bitkide toplanmış besini insanlar yiyerek kendi vücudunda kimyasal enerji olarak depolarlar. Hareketsiz bir insan depolanmış kimyasal enerjinin bir kısmını vücut işlevlerinde kullanır. Koşan insanda depolanmış enerji kinetik enerjiye (hareket enerjisine) dönüşür. FEN VE TEKNOLOJİ 123 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE Yukarıdaenerjidönüşümleriileilgilibazıbilgilerverdik.Şimdibazıenerjiçeşitlerinitanıyalım. • Elektromanyetikenerji(xışınları,ışık • Nükleer enerji (Atomun çekirdeğindedepolanmıştır.) enerjisi) • Kimyasalenerji(Yiyecek,içecekveyayakıtlardadepolananenerji) 124 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ÖRNEK Ağırlığı 30 N olan bir cisim 3 m yükseklikten serbest bırakılıyor. Cisim aşağıya düşerken I., II. ve III. konumlarda potansiyel enerji ve kinetik enerji değerlerini hesaplayalım.(Havasürtünmesiönemsizdir.) I.Konum: Potansiyel Enerji Kinetik Enerji PE=G·hI KE=O(süratsıfırolduğuiçin) I. konumu = 90 · 3 =90joule hI = 3 m II.Konum: PE=G·hII II. konumu AzalanPotansiyelEnerji =30·I =90–30=60joule =30joule ArtanKE=60joule III.Konum: PE=0 AzalanPotansiyelEnerji =90–0=90joule ArtanKinetikEnerji=90joule KE=90joule hII = 1 m III. konumu Yer DikkatedilecekolursaI,IIveIIIkonumlarındakinetikenerjiilepotansiyelenerjinin toplamıhepaynıdeğerdeve90jouleolmaktadır.Yanitoplamenerjikorunmaktadır.Böyleceazalanpotansiyelenerjiartankinetikenerjiyeeşitolur. ÖRNEK I, II, III konumları verilen şekildeki tavana asılı top serbest bırakıldığında oluşanharekettekienerjidönüşümleriniaçıklayalım. I.konumdatopunçekimpotansiyelenerjisivardır,kinetikenerjisisıfırdır. II.konumundaazalançekimpotansiyelenerjisikinetikenerjiyedönüşür. III.konumdaenerjidepolayansıkışmışyay,buenerjiyitekrartopakinetik enerjiolarakaktarır.Geridönentopyükselirkensahipolduğukinetikenerjiyitamamençekimpotansiyelenerjisinedönüşünceyekadarhareketeder. Buşekildeenerjidönüşümüsürergider. FEN VE TEKNOLOJİ I II III 125 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ETKINLIK - 11 Aşağıdakişekilde,kızaklakayanbirkayakçınınhareketettiğiKL,LM,MN,NO,OPvePRyolaralıklarıverilmiştir. K P R Sürtünmeli yol M L Sürtünmeli yol N O KayakçınınKnoktasındanRnoktasınakadarolanhareketiileilgiliaşağıdasorulansorularıncevaplarınıkutularıniçine "ARTAR","AZALIR","DEĞİŞMEZ"sözcüklerindenbiriolarakyazınız.SistemdesadeceLMvePRarasısürtünmelidir. Diğeraralıklarsürtünmesizdir. KL arası LM arası MN arası NO arası OP arası PR arası Kinetik Enerji Potansiyel Enerji Toplam Mekanik Enerji 126 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 12 Hız sıfır O K N L 3m 3m 2m 1m M Birkayakçı,sürtünmesizbuzpistindeKnoktasındanilkhızısıfırolarakşekildehareketebaşlıyor.HareketesnasındaK,L, M,N,Onoktalarındakienerjilerileilgiliaşağıdakisorularıcevaplandırınız? 1. KayakçıK,L,M,N,OnoktalarındangeçerkenkinetikvepotansiyelenerjisiiçinSIFIRyadaVARsözcüklerindenuygunolanıkullanınız. K L M N O ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ ................................ 2. KayakçınınK,L,M,N,Onoktalarındangeçerkenpotansiyelenerjivekinetikenerjimiktarlarını,sütungrafikleriniçizerekgösteriniz.(ÖrnekolaraksadeceLnoktasındakigrafikçizilmiştir.) Enerji (L) Enerji (M) Enerji (N) 2E E E E E E FEN VE TEKNOLOJİ Kinetik Enerji 2E Potansiyel Enerji 2E Kinetik Enerji 2E Potansiyel Enerji 2E Kinetik Enerji 3E Potansiyel Enerji 3E Kinetik Enerji 3E Potansiyel Enerji 3E 127 (O) Kinetik Enerji Enerji (K) Potansiyel Enerji Enerji 3E KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ETKINLIK - 13 Aşağıdakiüçşekildekütlevesüratdeğerleriverilencisimlerinkinetikenerjilerinihesaplayınız. Sürat: 3 m/s Sürat: 2 m/s Sürat: 3 m/s L M Kütle: 2 kg Kütle: 3 kg K Kütle: 1 kg Sürat: 4 m/s Sürat: 2 m/s Sürat: 1 m/s Y X Kütle: 2,5 kg Z Kütle: 3,5 kg Kütle: 1 kg Kcismininkinetikenerjisi......................................................................................................................... Lcismininkinetikenerjisi......................................................................................................................... Mcismininkinetikenerjisi........................................................................................................................ Xcismininkinetikenerjisi......................................................................................................................... Ycismininkinetikenerjisi......................................................................................................................... Zcismininkinetikenerjisi......................................................................................................................... ETKINLIK - 14 AşağıdakimerdivenbasamaklarındaduranA,B,Ccisimlerininzemindenolanyüksekliklerivekütledeğerleriverilmiştir. Bucisimlerinzeminegöreçekimpotansiyelenerjilerinihesaplayınız.(Yerçekimivmesinig=10N/kgalınız.) Kütle: 2,5 kg Kütle: 1,5 kg Kütle: 1 kg Kütle: 2 kg Kütle: 3 kg A Zemin B C D E 1 metre 1 metre 1 metre 1 metre 1 metre Acismininçekimpotansiyelenerjisi........................................................................................................ Bcismininçekimpotansiyelenerjisi........................................................................................................ Ccismininçekimpotansiyelenerjisi........................................................................................................ Dcismininçekimpotansiyelenerjisi........................................................................................................ Ecismininçekimpotansiyelenerjisi........................................................................................................ 128 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 15 Şekildekieğikdüzleminüstkısmındanilkhızsızserbestbırakılanoyuncakaraba,yataydüzlemdedurmaktaolanyaya çarpıyor. a) Şekilde verilen I. ve II. bölgelerindeki KİNETİK ENERJİ, ÇEKİM POTANSİYLE ENERJİSİ, ESNEKLİK POTANSİYEL ENERJİSİçeşitlerindenhangisihangisinedönüşmektedir?(Sürtünmelerönemsizdir.) A h B I. bölge h C II. bölge I.bölgede............................................enerjisi............................................enerjiyedönüşür. II.bölgede............................................enerjisi............................................enerjiyedönüşür. b) OyuncakarabanınBnoktasındakiKEvePEsütungrafiğiyandaverilmiştir. Bunagöre,AveCnoktalarındakiKEvePEsütungrafiklerinigösteriniz. (Ortamdakisürtünmelerihmalediliyor.) Anoktasında KE PE B noktasındaki KE ve PE sütun grafikleri KE PE KE PE Cnoktasında FEN VE TEKNOLOJİ 129 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE TEST - 3 1. F2 F1 m1 4. F3 m2 m3 SürtünmesizdüzlemlerdedurmaktaolanşekildekicisimlereF1,F2veF3kuvvetlerietkiettiğindem1vem3 kütlelicisimlerihareketetmektedir. A) Kamyon,taksi,bisiklet B) Taksi,kamyon,bisiklet C) Kamyon,bisiklet,taksi D) Bisiklet,taksi,kamyon F1, F2 ve F3 kuvvetlerinden hangileri iş yapmaktadır? A)YalnızF1 C)YalnızF3 B)F1veF2 D)F1veF3 Aşağıdaki durumların hangisinde yerçekimi kuvvetine karşı bir iş yapılmıştır? A) Yatayyoldaitilenelarabasınınhareketi B) Yatayyoldaotomobilinhareketi C) Ağaçtanyeredüşenelmanınhareketi D) Yerdenyukarıdoğruhavalananhelikopterinhareketi 5. Yerden belli bir yükseklikte hareketsiz tutulan cismin konumundan dolayı sahip olduğu enerjiye ne ad verilir? A) Esneklikpotansiyelenerjisi B) Çekimpotansiyelenerjisi C) Kinetikenerji D) Isıenerjisi Palme Yayıncılık 2. Aynı süratte gitmekte olan bisiklet, taksi ve kamyonun kinetik enerjilerinin büyükten küçüğe doğru sıralanışı aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir? 3. 2m 1m 1m 6. Gx=10N Gy=20N X Gz=10N Y Z AğırlıklarışekildeverilenX,Y,Zcisimlerisırasıyla1m, 1mve2myüksekliklereçıkarılıyor.YapılanişlersırasıylaWx,WyveWzdir. Bu işlerin büyüklükleri arasındaki ilişki nasıldır? A)Wx = Wy = Wz C)Wx = Wy > Wz 130 B)Wy = Wz > Wx D)Wz > Wy = Wz K F1=10N L F2=20N M F3=30N SürtünmesizdüzlemdedurmaktaolanK,L,McisimlerineF1=10N,F2=20NveF3=30Nkuvvetleri 1 metreyolboyuncauygulanıyor. Kuvvetlerin yaptığı işler WK, WL ve WM arasındaki büyüklük ilişkisi nasıldır? A)WK = WL = WM C)WM > WL > WK B)WK > WL > WM D)WL > WK > WM FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET TEST - 3 7. VL=2 m/s VK=1 m/s K L 20N 10N M mL=1 kg mK=1 kg 10. VM=3 m/s X Y mM=1 kg 20N Kütle değerleri 1 kg olan cisimlerin süratleri şekilde verilmiştir.CisimlerinkinetikenerjilerisırasıylaEK,EL, EMdir. 2m Z 1m Bu kinetik enerjilerin büyüklük sıralaması nasıldır? A)EK = EL = EM C)EM > EL > EK B)EK > EL > EM D)EL = EK > EM yer Ağırlıklarıveyüksekliklerişekildekigibiverilencisimler yeredoğruserbestbırakılıyor. Yere çarpma anında sahip oldukları kinetik enerjilerin büyükten küçüğe doğru sıralanışı aşağıdakilerin hangisinde doğru gösterilmiştir? 8. Çekim potansiyel enerjisi aşağıda verilenlerden hangisine bağlı değildir? 9. 1 F1 2 F2 1m 10N Palme Yayıncılık A) Cisminkütlesi B) Cisminyerdenyüksekliği C) Cisminhızı D) Yerinçekimivmesi 10N F3 3m B)X=Z>Y C)Y>Z>X D)Y>X=Z 11. Harekethalindeolanikicisminkinetikenerjilerivesüratdeğerleribirbirlerineeşittir. Aşağıda verilen büyüklüklerden hangisi bu iki cisim için kesinlikle aynıdır? A)Kütle C)Hacim 3 2m A)X>Y>Z h=0,5m 10N 12. 1N 1N Ağırlıklarıeşitve10Nolanüçcisimşekildegösterilen eğik düzlemlerin alt kısımlarından en üst kısımlarına F1, F2 ve F3 kuvvetleri ile çekiliyor. Cisimler sırasıyla eğikdüzlemüzerindealdıklarıyollar1m,2mve3m dir. Cisimlerin kazandığı potansiyel enerjiler olan E1, E2 ve E3 arasındaki büyüklük ilişkisi aşağıdakilerden hangisidir? A)E3 > E2 > E1 C)E1 > E2 > E3 FEN VE TEKNOLOJİ B)E2 > E3 > E1 D)E1 = E2 = E3 B)Potansiyelenerji D)Sıcaklık 3N 4N yer N 1m M 1m L 1m K 1m Ağırlık ve yükseklik değerleri şekilde verilen K, L, M, N cisimlerinden hangilerinin çekim potansiyel enerjisi en büyüktür? A)K B)L C)M D)N 131 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE TEST - 3 13. Sürat: 1 m/s K L Kütle = 4 kg Sürat: 1 m/s Sürat: 2 m/s M Kütle = 3 kg 15. Sürat: 2 m/s Kütle = 2 kg III. IV. Kütle = 1 kg Hangi cismin kinetik enerjisi en küçüktür? B)L II. N YataydüzlemüzerindehareketedenK,L,M,Ncisimlerininkütlelerivesüratleriverilmiştir. A)K I. C)M D)N Yukarıdaki resimlerde hangi adam yerçekimi kuvvetine karşı iş yapmaktadır? 14. 0 0 0 0 5 5 5 5 10 10N 10 10 15 15 15 15 20N 20 20 20 25 25 25 25 30 30 30N 30N Palme Yayıncılık A)I B)II C)III 16. ip ip D)IV B A Ağırlık=15N 3m 2m yer L K N 3m M 2m 2m yer yer A cisminin ağırlığı 15 N olduğuna göre, B cisminin ağırlığı kaç N değerindedir? A)5 1m yer İplere bağlı biçimde tavana asılı A ve B cisimlerinin yeregörepotansiyelenerjilerieşittir. B)8 C)10 D)15 yer ÖzdeşdinamometrelereK,L,M,Ncisimlerişekildeki gibiasıldığındagösterdiğideğerlersırasıyla20N,10N, 30Nve30Ndeğerindedir. Hangi cismin yere göre potansiyel enerjisi en büyüktür? A)K 132 B)L C)M D)N FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET TEST - 4 1. 4. F Bitkiler güneş enerjisini kullanarak besin üretirler. x = 3 metre YatayvesürtünmesizdüzlemdedurmaktaolanbircismeFkuvveti3metreyolboyuncauygulanıyor. Barajlarda depolanan sudaki potansiyel enerji kapaklar açılınca kinetik enerjiye dönüşür. Devin Yapılan iş 24 joule olduğuna göre kuvvetin değeri kaç N dur? A)4 B)8 C)36 Lamba, televizyon, ısıtıcı gibi aletler elektrik enerjisini ısı ve ışık enerjisine dönüştürürler. D)72 Eray İrem Yukarıdaki öğrencilerden hangilerinin söylediği ifade doğrudur? 2. F3=7N F1=8N Sürtünmesizyataydüzlemdebircismeşekildegörüldüğügibiüçkuvvetetkietmektedir. Cisim bu kuvvetler etkisinde 3 metre yol aldığına göre yapılan iş kaç joule kadardır? A)12 3. B)DevinveEray D)Devin,Erayveİrem F2=6N B)10 Olaylar C)8 D)6 Potansiyel enerji Kinetik enerji Mekanik enerji I 2 m yükseklikten serbest bırakılantop Azalır Artar Değişmez II Yerden düşey yukarı atılan bilye Azalır Azalır Artar III 5. kattan yere düşmekteolan saksı Artar Azalır Değişmez Yukarıdakitablodasürtünmesizortamlardagerçekleşenolaylarvebuolaylarınkinetik,potansiyel,mekanik enerjidurumlarıgösterilmiştir. Buna göre, hangi numaralandırılmış kısımlarda yanlışlık yapılmıştır? A)YalnızI C)IIveIII FEN VE TEKNOLOJİ B)IveII D)I,IIveIII Palme Yayıncılık A)YalnızDevin C)Erayveİrem 5. newton · metre I joule II newton / metre III kilogram IV Yukarıda verilenlerden hangileri iş birimidir? A)IveII C)I,IIveIV B)IIveIII D)II,IIIveIV 6. MehmetBey80N'likkuvvetlebirdolabıiterek5metre yolaldırıyor. Buna göre, Mehmet Bey aynı kuvvetle özdeş dolaplardan ayrı ayrı üç tanesini yine 5 metre iterse kaç joule'lük iş yapar? A)240 B)400 C)4800D)1200 133 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE TEST - 4 7. Düz bir yolda sürati düzgün olarak artan bir otomobilin kinetik enerjisinin zamanla değişim grafiği aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? A) Kinetik enerji B) Kinetik enerji 10. T K L Zaman Zaman D) Kinetik enerji m h Kinetik enerji Zaman 8. 2m h yer 9. A) TopunN'denT'yeçıkarkensüratiartar. B) TopunLveNnoktalarındakikinetikenerjilerieşittir. C) TopunK-LarasındakipotansiyelenerjisiL-Marasındakipotansiyelenerjisindenfazladır. D) Kinetikenerjininenbüyükolduğuyer,Mnoktasıdır. Yandaki şekilde m kütleli cisim h yüksekliğindetutulurkenpotansiyelenerjisi E kadardır. Aşağıdaki seçeneklerde verilen sistemlerin hangisinde cismin potansiyel enerjisi 4E dir? B) 2m C) 2h D) m h yer yer m 2h Sürtünmesi önemsenmeyen yukarıdaki düzeneğin K noktasından ilk hızı sıfır olan bir top serbest bırakılıyor. Buna göre aşağıda yapılan yorumlardan hangisi yanlıştır? Zaman yer A) M Palme Yayıncılık C) N yer Hareket yönü ok işaretiyle belirtilen aşağıdaki sistemlerin hangisinde cismin potansiyel enerjisi artarken kinetik enerjisi azalır? (Ortamdakisürtünme ihmalediliyor.) A) B) 11. İş = Birimdir Kuvvet K Kuvve et Yatayda y alınan alın nan yol Birimdirr Y X x Birimdir Z Yukarıda X, Y, Z ile gösterilen birimler aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? C) D) 134 X Y X A) joule metre newton B) newton joule metre C) joule newton metre D) joule newton saniye FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET BASİT MAKİNELER Birişiyapmakiçinkaskuvvetinikullanırız.Ancakçoğuzamankaskuvvetibuişi yapmamızayeterliolmaz.Budurumdabasitmakinelerdenyararlanırız.Kaldıraç, makara,eğikdüzlem,dişliçarklar;günlükhayatımızdakullanılanbasitmakinelerdenbazılarıdır. Kuvvetinyönünüvebüyüklüğünüdeğiştirenaraçlarabasit makinedenir.Ayrıca basitmakineler,küçükbirkuvvetlebüyükkuvvetleriyenmekyadadengelemek için kullanılan düzenekler olarak ifade edilebilir. Örneğin 100N ağırlığındaki bir cismi10Nkuvvetlebellibiryüksekliğebasitmakineyardımıylakaldırmakmümkündür. Birağırlığıkaldırmakiçinkaldıraç,eğikdüzlemyadamakarasistemindenyararlanabiliriz.Buesnadaişyadaenerjidenbirkazançsağlanamaz,sadecekuvvetten kazançsağlanır.Yanibasitmakinelerenerjiüretendüzeneklerdeğildir. NOT Basitmakineler; Çekiç yardımıyla bir çivinin zeminden çıkarılmasıbasitmakinelerinkaldıraçtipine örnektir. • İşkolaylığısağlarlar. • Enerjiveiştenkazançsağlamazlar. • Kuvvettenkazançvarsayoldankayıpvardır. • Yoldankazançsağlanabilir. • Yoldankazançvarsakuvvettenkayıpvardır. • Kuvvetinyönünüdeğişterebilirler. • Bazıbasitmakinelerdekuvvetkazancı; Kuvvetkazancı= Yükünağırlığı Kuvvet şeklindedir. Kaldıraçlar Büyükbirtaşıyerindenoynatmayayadaağırbirsandığıkaldırmayaçalışanişçilerin,taşınyadasandığınaltınauzunbirçubukyerleştirdiklerinigörmüşsünüzdür. Buçubukkaldıraçtır.Kaldıraçlarsabitbirdesteketrafındadönebilenaraçlardır. Kaldıraçta en önemli parça destektir. Destek noktasının yüke ve onu kaldıran kuvvetegörekonumudeğiştiğindekaldıracıntürüdeğişir. Aşağıdadeğişiktürdegösterilenkaldıraçlarıveörnekleriniinceleyelim. Kuvvet Kuvvet Kuvvet Yük Yük Destek Destek Destek Yük Desteğin ortada olduğu kaldıraç tipi FEN VE TEKNOLOJİ Desteğin uçta olduğu kaldıraç tipi Kuvvetin ortada olduğu kaldıraç tipi 135 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE Kuvvet Kuvvet Yük Kuvvet Yük Destek Yük Destek Destek Desteğin ortada olduğu kaldıraç tipine örnek MAKAS Diğer örnekler; Tahterevalli, pense araba krikosu Kuvvet kolu Desteğin uçta, yükün ortada olduğu kaldıraç tipine örnek; EL ARABASI Diğer örnekler; Ceviz kıracağı, kapı Kuvvet Kuvvetin ortada olduğu kaldıraç tipine örnek, MAŞA Diğer örnekler; Cınbız, insan kolu Birağırlığıkaldırmakiçinuygulanmasıgereklikuvvetaşağıdakibağıntıilehesaplanabilir. Yük kolu Kuvvet (Kuvvet)·(Kuvvetkolu)=(Yük)·(Yükkolu) Destek ÖRNEK Yük,yükkoluvekuvvetkoludeğerleriverildiğindedengeleyicikuvvetinnasılhesaplanacağıaşağıdagösterilmiştir. Yük Yükkolu Kuvvetkolu Kuvvet 120N 1m 4m ......?...... (Kuvvet)·(Kuvvetkolu)=(Yük)·(Yükkolu) Kuvvet·4=120·1 Kuvvet · 4 120 · 1 = 4 4 Kuvvet=30N bulunur. Makaralar Sabit makara Kuvvet Ağırbircismiyükseğekaldırmakiçinçoğuzamanmakarasistemlerindenyararlanılır. İnşaatlarda ya da bazı fabrikalarda, büyük ağırlıkların küçük kuvvetlerle yukarı kaldırıldığını hepimiz biliriz. Kullanılan makara sayısına ve biçimine göre, sabitmakara,hareketlimakaravepalangagibitürlerivardır. Sabit Makara Yük Sabit makara yardımıyla bir cisim yukarı çekilirkenkuvvettenkazançsağlanamaz. Sadecekuvvetinyönüdeğiştirilir. 136 Sabitbirekseninçevresindedönenbirtekmakara,kuvvetaçısındanbirkazanç sağlamaz;amakuvvetinyönünüdeğiştirdiğiiçinişyapmayıkolaylaştırır.Özellikle inşaatlardayapıgereçleriniveağıryükleriyükseğekaldırmakiçingenelliklesabit makaradanyararlanılır. FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET • Sabitmakaradayükileuygulanankuvvetinbüyüklüğübirbirineeşittir. Yük = Kuvvet P=F • SabitmakaradaFkuvvetininbağlıolduğuipnekadarçekililrseyükokadar yukarıçıkar. İpin çekilme miktarı = Yükün yükselme miktarı NOT Sabitmakaradakuvvettenkazançyoktur. ÖRNEK Yandakişekildesabitmakaraile12NağırlığındakibircisimFkuvvetiiledengede tutuluyor.Budurumda;Fkuvvetinindeğerinihesaplayalım. Kuvvet = Yükün ağırlığı dır.YanidinamometreningösterdiğideğeryadaFkuvveti12Ndeğerindedir. Kuvvet=12N F=12N Dinamometre 12 N F bulunur. 12 N ÖRNEK Yandakişekildesabitmakaraile10Nağırlığındakibircisim Fkuvvetiiledengedetutuluyor.Fkuvveti2metreaşağıçekilirseyükkaçmetreyükselir? Sabitmakaradaipinçekilmemiktarı=Yükünyükselmemiktarıolduğunagöreyük2metreyükselir. F 10 N Hareketli Makara Yükseğekaldırılanyük,makarailebirlikteyükselir.Eğermakaraağırlığıönemsiz iseuygulanankuvvet,yükağırlığınınyarısıkadardır. Kuvvet= Yük 2 P F= 2 • Hareketlimakaralardakuvvetkazancıvardır. Kuvvetkazancı= FEN VE TEKNOLOJİ Yükünağırlığı Kuvvet Kuvvet Hareketli makara Yük Hareketlimakaradayük,makarailebirliktehareketeder. 137 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ÖRNEK Buaraçtabirçokbasitmakinekullanılır. Yandakişekildehareketlimakaraile12Nağırlığındakibir cisimFkuvvetiiledengedetutuluyor.Hareketlimakaranınağırlığıönemsizolduğunagöre,Fkuvvetinindeğerini bulalım. Yük Kuvvet= 2 olarak yazılır. Dinamometrenin gösterdiği değer ya da F kuvvetinindeğeri: 12 Kuvvet= 2 F=6N bulunur. F=6N 6N 6N 12 N AyrıcaFkuvvetininbağlıolduğuipinçekilmemiktarıdaimayükünyükselmemiktarınınikikatıdır. İpin çekilme miktarı = 2 (yükün yükselme miktarı) Kuvvet Örneğin;kuvvettenyarıyarıyakazancımızolursayoldanikikatkaybımızolur.Yani yükü 1 metre yükseltmek için kuvvetin uygulandığı ip 2 metre çekilmelidir. Bu sonuçişveenerjidenkazançsağlanacağınıgöstermektedir. Basit makinelerde kuvvetin aldığı yol ile yükün yükselme miktarı için aşağıdaki eşitlikyazılabilir. (Kuvvet) · (Kuvvetin aldığı yol) = (Yük) . (Yükün aldığı yol) Yük Palangalar Sabit makara F Hareketli makara Sabitvehareketlimakaralarınbiraradabulunduğusistemdir.Makarasayısıarttıkçagenellikledengeleyicikuvvetindeğeriazalır.Palangalardakullanılaniptüm makaralarınçevresindenkesintisizgeçer.Uygulanankuvvetbukesintisizipinher noktasınaeşitdağılır.Palanganınsağlayacağıkuvvetkazancı,sabitvehareketli makaralararasındakiipkollarınınsayısınabakılarakhesaplanabilir. Kuvvet= Yük Kuvvet Yükünağırlığı Sabitmakarailehareketlimakaraarasındakiipsayısı NOT Makaralar; yelkenli gemilerde yelkeni yukarı çekmekte, İnşaatlarda taşınacak Sabit ve hareketli makara arasındaki ip sayısıikiolduğundankuvvetyükünyarısı kadardır. 138 malzemeleriüstkatlaraulaştırmada,işmakinelerindeyaygınolarakkullanılmaktadır. FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ÖRNEK Makaralarınağırlığıönemsizolduğumakarasistemi sol taraftaki şekilde görüldüğü gibidir. Sistemdeki 40NağırlığındabulunanyükFkuvvetiiledengeleniyor.BunagöreFkuvvetininkaçNdeğerindeolduğunuhesaplayalım. F 20 N 20 N 20 N F = 20 N bulunur. Sağtaraftakişekildegörüldüğügibimakaralaradolananipingerilmekuvveti20Nbulunur.Böyleceipe uygulanan F kuvvetinin bu gerilme kuvvetlerinden birineeşitolduğuortayaçıkar. P = 40 N P = 40 N Böylece,F=20Nbulunur. ÖRNEK SoltaraftakimakarasistemindeverilenmakaralarağırlıksızveyükFkuvvetiiledengededir. Yük 60 N olduğuna göre F kuvvetinin kaç N değerindeolduğunubulalım. 15 15 Kuvvet Sağtaraftakişekildegörüldüğügibi,tekipkesintisizbiçimdemakaralararasındadolanarak dengeleyici kuvvetin olduğu yerde tutuluyor. 60 N değerindeki ağırlık bölünerek F = 15 N değerindeolduğubulunur. 15 15 15 Kuvvet 30 30 60 N 60 N Eğik Düzlem Eğik düzlem tüm makineler içinde en basit olanıdır. Ağır bir sandığı sırtlanarak birkamyonayüklemekyerinekamyonunkasasınaeğimliolarakyaslanandüzgün birkalasınüzerindeniterekyüklemekdahakolaydır.Eğikdüzlemboyuncaitme kuvveticisminağırlığındanküçüktür.Bunakarşılıkcisimdahauzunyolalaraktaşınmışolur.Eğikdüzlemikullanmadancismiaynıyüksekliğeçıkarmakiçinalınan yoldahakısadır.Ancakbudurumdauygulanankuvvetdahabüyükolur.Sonuçta aynıyüksekliğeçıkarılancisimiçindahaazkuvvetuygulansadahiyapılaniş(harcananenerji)denbirkazançsağlanamaz. Bellibirağırlıktakiyüküeğikdüzlemdenyukarıçekmekiçinuygulanacakkuvvet, eğik düzlemin yüksekliğinin eğik düzlemin boyuna olan oranına bağlıdır. Buna göre,yukarıçekilencismeuygulanacakenküçükkuvvet; Uygulanan kuvvet · Eğikdüzlemin boyu = Yükün ağırlığı · Eğikdüzlemin yüksekliği olarakyazılır. FEN VE TEKNOLOJİ 139 2. ÜNİTE F d ğik E yu bo le üz Yük n mi L Eğik düzlemin yüksekliği KUVVET VE HAREKET h SürtünmesizeğikdüzlemdePağırlığındakiyükü,sabitsüratleeğikdüzleminüst noktasınataşımakiçinuygulanmasıgerekliFkuvvetinibasitbirbağıntıileifade edebiliriz. P:Yükünağırlığı F:Uygulanankuvvet L:Eğikdüzleminboyu h:Eğikdüzleminyüksekliği F.L=P.h F n mi le Yük ik Eğ z dü L yu bo Eğik düzlemin yüksekliği ÖRNEK Yandakişekildesürtünmesiz,eğikdüzlemüstündekibircisminFkuvvetietkisindesabitsüratleyukarıçekilmesigösteriliyor. h Yükağırlığı,eğikdüzleminboyuveeğikdüzleminyüksekliğiverilirsedinamometreningösterdiğideğerinnasılhesaplanacağıaşağıdagösterilmiştir. Yük Eğikdüzlemin boyu Eğikdüzlemin yüksekliği Kuvvet 120N 2m 1m ......?..... (Uygulanankuvvet)·(Eğikdüzleminboyu)=(Yükünağırlığı)·(Eğikdüzleminyüksekliği) Kuvvet·2=120·1 Kuvvet · 2 120 · 1 = 2 2 Kuvvet=60N bulunur. 140 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 16 a) F Ağırlığı60NolanAcismi,kaldıraçvemakarayardımıylaF kuvvetietkisindedengededir.DinamometrekaçNdeğerini gösterir? 4m 60 N .............................................................................................. 2m .............................................................................................. A Sabit makara b) F Ağırlığı60NolanBcismieğikdüzlemvemakarayardımıyla Fkuvvetininetkisindedengededir.DinamometrekaçNdeğerinigösterir.(Sürtünmelerönemsizdir.) .............................................................................................. 60 N 4m 1m .............................................................................................. Sabit makara B FEN VE TEKNOLOJİ 141 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ETKINLIK - 17 100Nağırlığındakibircisim4myüksekliktekisürtünmesizeğikdüzleminüstkısmına,eğimlerifarklıolandörtyoldanF1, F2,F3,F4kuvvetleriileçıkarılıyor. F1 8m 4m F2 I F3 12 m 10 m 4m II 4m F4 III 16 m 4m IV Bunagöre; 1. UygulananF1,F2,F3,F4kuvvetleriarasındakiilişkinasıldır?Açıklayınız. ......................................................................................................................................................................................... 2. Kuvvetkazancıhangieğikdüzlemdeenfazladır?Açıklayınız. ......................................................................................................................................................................................... 3. İşyadaenerjikazançlarıiçinnasılbiryorumyaparsınız? ......................................................................................................................................................................................... 142 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET Vida Vidaeğikdüzleminspiralşeklinegetirilmişhalidir.Vida,silindirinetrafınabireğik düzleminsarılmasıileoluşanbasitbirmakineolaraktanımlanabilir. Uygulanan kuvvet Vida adımı Vidaadımı:Birtamturdönmevidanınaldığıyol Vida,tahtabloktailerlerkentahtablokauyguladığıkuvvet,daimadışardanvidaya uygulanan kuvvetten büyüktür. Buna karşılık uygulanan kuvvetin bir dönmede aldığıyol,vidaadımındanbüyüktür. ÖRNEK Tahta blok Vidaadımı0,1cmolanbirvida,kuvvetyardımıile3kezdöndürülürsetahtabloktakaçcm ilerler? Kuvvet Vidanın ilerleme miktarı = Dönme sayısı · Vidaadımı Vida adımı = 0,1 cm Vidanınilerlememiktarı=3.0,1 =0,3cm bulunur. Tahta blok Kama Eğikdüzlemebenzeyen,genellikleodunkesmeişlemindekullanılanbirbasitmakinedir. Kamayaörnekolarakbıçakucu,keskiucu,çiviucu,baltaucuverilebilir. Kamalardacisimyerindekalırvekamacisminiçinedoğruilerler.Yandakişekilde görülenodunkütüğünüortadanayırmakiçinkamakullanılmıştır. Çıkrık Aynıdönmeekseniüzerineyerleştirilmişveyarıçapıfarklısilindirdenoluşmuşbirbasitmakinedir. Çıkrığaörnekolarak;kuyusularınıyukarıçıkarankolsistemi,bisikletpedalı,elmikseri,elmatkabı,kahvedeğirmeni,kalemtraşvekıymamakinesi verilebilir. R r Kuvvet Kuvvet O r Yük R Yük NOT Çıkrıktakuvvet,yükağırlığındanküçüktür. Kuvvet Yükağırlığı = Silindirinyarıçapı Kuvvetkolununyarıçapı FEN VE TEKNOLOJİ = r R 143 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE Dişli Çarklar Büyükdişli Küçükdişli Dişliçarklarındişleribirbirininarasınagirdiğinden,çarklardanbiridöndürülürse diğerini de döndürmeye zorlar. Bazı dişli çarklar ise birbirine zincir ile bağlıdır. Dişliçarklarınbağlantılarınasılolursaolsunbirbirineolankuvvetaktarımları,diş sayısınayadayarıçaplarınabağlıdır.Birbirlerinidöndürendişliçarklarındışsayısı azaldıkçadevirsayılarıartar.Büyükdişlinindişsayısı,küçükdişlinindişsayısının iki katı ise, küçük dişli daima büyük dişlinin iki katı kadar devir sayısına sahip olur. Pedalınbağlıolduğubüyükdişli1turyaptığında, tekerin merkezine bağlı küçük dişli1turdandahafazladöner. Merkezlerietrafındadönebilen,hareketinyönünüvedönmehızınıdeğiştirerek birbirineaktaranbasitmakineleredişli çark denir. Hareket dişlilerde zincir ile iletilir.Dişlilereörnekolaraksaatdişlilerivebisikletdişlileriniverebiliriz. 1. dişli 2. dişli Dişliler birbirine dokunarak dönerken, dönme yönleri terstir. 2. dişli 1. dişliden dahafazladöner. r 2r Aynımerkezliolandişlilerşekildekigibibirbirlerine perçinlenmiştir. Bu dişlilerin tur sayıları ve dönme yönleriaynıdır. UYARI Farklıeksenlidişliçarklarkuvvettenkazançsağlamazlar.Sadecedönmeyönünü ve tur sayısını değiştirebilirler. Aynı eksenli dişli çarkların dönme yönleri ve tur sayılarıeşittir. NOT Dişliçarklarınçapıarttıkçadişsayılarıdaartar. ÖRNEK ŞekildekidişliçarksistemindeAdişlisinindişsayısı40,Bdişlisinindişsayısı10 dur.Adişlisi6deviryaparsaBdişlisinindevirsayısıkaçolur? A dişlisinin . A dişlisinin B dişlisinin . B dişlisinin = diş sayısı devir sayısı diş sayısı devir sayısı 40·6=10·(Bdişlisinindevirsayısı) A dişlisinin . A dişlisinin B dişlisinin . B dişlisinin = =24devir diş sayısı A dişlisi devir sayısıB dişlisidiş sayısı devir sayısı bulunur. 144 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET Kasnaklar r 2r Kasnaklar birbirine bir kayış ile bağlıdırlar. Yandakifarklıeksenlikasnaklaraynıyönlüdönerler. r yarıçaplı kasnak 2r yarıçaplı kasnaktandahaçokdöner. Büyükkasnağıntursayısı Küçükkasnağıntursayısı r 2r = Küçükkasnağınyarıçapı Büyükkasnağınyarıçapı Yandaki farklı eksenli kasnaklar zıt yönlü dönerler. r yarıçaplı kasnak 2r yarıçaplı kasnaktandahaçokturatar. Bileşik Makineler Şimdiyekadarbiryadaikiparçadanoluşan,genellikletekbirkuvvetinuygulanmasıileişyapmakolaylığısağlayanbasitmakineleriinceledik. El arabası; eğik düzlem, tekerlek ve kaldıraçtanoluşanbileşikmakinedir. Günlükhayatımızdakarşılaştığımızmakinelerde,birkaçbasitmakineyeraldığını gözlemleriz. Basitmakinelerinbirarayagetirilmesiyleoluşturulmuşbumakinelerebileşik makinedenir. Elarabasıvemakasbirkaçbasitmakinedenoluşanbileşikmakinelereörnektir. Makas;ikikamaveikikaldıraçtanoluşanbileşikmakinedir. Makasveelarabasınındışında,bisiklet,vinç,mikserveçimbiçmemakinesinde günlükhayattakarşılaştığımızbileşikmakinelerdendir. FEN VE TEKNOLOJİ Bisiklet; tekerlek, dişli çark çıkrık ve kaldıraçtanoluşanbirbileşikmakinedir. 145 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ETKINLIK - 18 Aşağıdagünlükyaşamdakullanılanbazıbasitmakinelerharflendirilerekverilmiştir.Bubasitmakinelerinhangikaldıraç tiplerineuyduğunubelirleyerekkaldıraçlarınaltındakiboşkutularabasitmakinelerinharfleriniyazınız. BasitMakineler Gazoz açacağı Ceviz kıracağı Pense El arabası Maşa (a) (b) (c) (d) (e) Çivi söken çekiç Tahteravalli Makas Cımbız Kerpeten (f) (g) (h) (i) (j) KaldıraçTipleri Kuvvet Kuvvet Yük Destek 146 Yük Kuvvet Yük Destek Destek FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 19 Ağırlığıönemsizkaldıraçla,birbavulaşağıdakigibiüçdeğişikşekildekaldırılarakdengeleniyor.Kaldıraçlardakuvvetten kazançsağlanıpsağlanmadığını"kuvvetten kazanç var"yada"kuvvetten kazanç yok"şeklindekutularayazınız. a) Bavul b) c) Bavul Bavul ETKINLIK - 20 Ağırlığı önemsiz eşit bölmeli bir tahteravalli üzerinde birbirini dengeleyen öğrenciler aşağıdaki şekillerde gösterilmiştir. Kütlesi80kgolanKutay'ıdengedetutanYonca,CemveHakan'ınkütledeğerlerinihesaplayarakboşkutularayazınız. a) Kutay 80 kg Yonca’nın kütlesi: FEN VE TEKNOLOJİ Yonca b) Kutay 80 kg Cem’in kütlesi: Cem c) Kutay Hakan 80 kg Hakan’ın kütlesi: 147 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ETKINLIK - 21 Aşağıdaverilenkasnaklarileilgilisorularıcevaplayıpaltlarındakiboşluklarayazınız. a) K L 4r ........................................................................................... 6r Dönme yönü I Lkasnağıokyönünde3turdöndürüldüğündeK,MveN kasnaklarıhangiyöndevekaçturdöner? M N ........................................................................................... ........................................................................................... II b) Tkasnağıokyönünde2turdönerseXkasnağıhangiyöndekaçturdöner? 2r 2r r Y X ........................................................................................... Z ........................................................................................... ........................................................................................... Dönme yönü 3r I II T ETKINLIK - 22 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) Yukarıdaresimleriverilenmakinelerdenhangileriçıkrığınözelliğineuygunörnektir.Aşağıdakiboşluğaresimlerinnumaralarınıkullanarakyazınız. ................................................................................................................................................................................................. 148 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 23 a) b) c) d) e) f) F F F F F 24 N 24 N 24 N 24 N 24 N 24 N Yukarıdaverilensistemlerdeasılıolanyükdeğeri24Ndur.SistemlerFkuvvetiiledengededir.Herbirsistemdedinamometreningösterdiğideğerihesaplayınız. a) Dinamometreningösterdiğideğeribulunuz.Nedeniniaçıklayınız. ........................................................................................................................................................................................ b) Dinamometreningösterdiğideğeribulunuz.Nedeniniaçıklayınız. ........................................................................................................................................................................................ c) Makaranınağırlığıönemsizisedinamometreningösterdiğideğeribulunuz.Nedeniniaçıklayınız. ........................................................................................................................................................................................ d) Hareketlimakaranınağırlığı6Nisedinamometreningösterdiğideğeribulunuz.Nedeniniaçıklayınız. ........................................................................................................................................................................................ e) Makaralarınağırlığıönemsizisedinamometreningösterdiğideğeribulunuz.Nedeniniaçıklayınız. ........................................................................................................................................................................................ f) Makaralarınağırlığıönemsizisedinamometreningösterdiğideğeribulunuz.Nedeniniaçıklmayınız. ........................................................................................................................................................................................ FEN VE TEKNOLOJİ 149 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ETKINLIK - 24 BellibirGağırlığı,değişikbasitmakinelerkullanılarakFkuvvetleriiledengelenmektedir.Bubasitmakinesistemlerindeki kuvvet kazancı değerlerinialtlarındakikutularayazınız. 2r r F F F G G F S=2r h=r G S=3r h=r G Kuvvet kazancı Kuvvet kazancı Kuvvet kazancı Kuvvet kazancı ETKINLIK - 25 X,Y,Z,T,U,V,Kdişliçarklarışekildekigibibirbirlerinebağlanmıştır.ZileTveUileVbirbirlerineyapışıkolarakdönme özelliğinesahiptir.Ydişlisiokyönündedöndürüldüğündediğerdişlilerindönmeyönlerini(+)ve(–)olarakaşağıdakikutularayazınız. (–) (+) Ok V T X Z Y X 150 Y Z K U T U V K FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 26 Birbirlerinedokunarakdişliçarklaraşağıdakişekildeverilmiştir.BudişliçarklardanL,MveNninmerkezlerineyapıştırılmışsilindirleresarılıiplereağırlıklarasılıdır.Kdişlisiokyönündedöndürüldüğündeağırlıklarınhareketyönleriolarakaşağı yöndeyadayukarı yöndeseçeneklerindenbiriniyanındakikutuyayazınız. M L N P1 : K P2 : Ok P3 : P1 P2 P3 ETKINLIK - 27 Ağırlığı100Nolanbiryük,aşağıdakidörtmakarasistemiiledengedetutuluyor.Dengeyisağlayankuvvetlerihesaplayarak sisteminaltındakikutularayazınız.(Sürtünmelerönemsizdir;makaraağırlıklarıönemsizdir.) F2 F1 100N F1 = FEN VE TEKNOLOJİ 100N F3 100N F2 = F4 100N F3 = F4 = 151 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ETKINLIK - 28 Dişsayılarıverilenaşağıdakidişlisistemlerdeilkdişliyeokyönünde4turyaptırılıyor.Son dişlinintursayısıvedönme yönünüaltındakikutularayazınız. 30 diş A) Ok 10 diş (+) (+) 10 diş 4 tur Son Dişli (–) (–) İlk Dişli İlk Dişli Tur sayısı C) Dönme yönü Tur sayısı D) 40 diş 20 diş 4 tur 20 diş Ok 4 tur Ok 40 diş B) 10 diş (+) 10 diş İlk Dişli (–) Son Dişli Dönme yönü 30 diş 20 diş Ok 5 diş 4 tur 10 diş (+) Son (–) Dişli Son Dişli İlk Dişli Tur sayısı 152 Dönme yönü Tur sayısı Dönme yönü FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 29 Ağırlığı 50 N olan bir kutu aşağıdaki üç sistemde, sabit hızla h kadar yüksekliğe çekiliyor. Kutuyu yukarı çekmek için adamlarınuyguladığıkuvvetdeğerleriiçin"50 N","50 N'dan az","50 N'dan fazla"ifadelerindenbirinialtlarındakikutuya yazınız. a) b) c) F1 F3 F2 h h h 60° F1 = 30° F2 = F3 = ETKINLIK - 30 Birbavulaşağıdakiüçözdeşyaysistemiüzerineayrıayrıbırakılıncayaylarbirmiktarsıkışıyor.Busıkışmamiktarıiçin, "çok sıkışır","orta sıkışır","az sıkışır"ifadelerindenbirinialtlarındakikutuyayazınız. a) b) 60° FEN VE TEKNOLOJİ c) 30° 153 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE TEST - 5 1. 3. Kuvvet Yük F1 Yük F2 Yük Destek Şekildeki kaldıraç sisteminde, aşağıdakilerden hangisi yapılırsa yükün kaldırılması zorlaşır? F3 Yük A) Destekyükeyaklaştırılmalıdır. B) Yükkuvvettenuzaklaştırılmalıdır. C) Destekyüktenuzaklaştırılmalıdır. D) Kuvvetyüktenuzaklaştırılmalıdır. YukarıdakiözdeşüçkaldıraçtipindeF1,F2veF3kuvvetleriaynıağırlıktakiyüküdengedetutmaktadır. Bu kuvvetlerin büyüklükleri arasındaki ilişki nasıldır? Palme Yayıncılık A)F1 = F2 > F2 C)F2 > F1 > F3 2. Sabit makara Sabit makara G Ağırlığı36NolanbircisimD1,D2 veD3dinamometreleribağlıiken şekildekigibidengedetutulmaktadır. D2 Makaraların ağırlıkları önemsiz olduğuna göre dinamometrelerin gösterdiği değerler için aşağıdakilerden hangisi doğrudur? D3 Sabit makara G Sabit makara 4. F2 F1 B)F1 > F3 > F2 D)F3 > F1 > F2 D1 Sabit makara G = 36 N F3 G Sabit makara Şekildeki üç sistemde sabit makaralar kullanılmıştır. AğırlığıGolanbircisimüçdeğişiksistemdeF1,F2ve F3kuvvetleriiledengedetutulmaktadır. Bu kuvvetler arasındaki büyüklük ilişkisi aşağıdakilerden hangisidir? A)F1 = F2 = F3 C)F1 = F2 > F3 154 A) D1 18N D2 B) 18N 18N 9N C) 36N 18N 9N D) 18N 9N 9N 9N D3 4N B)F1 > F2 > F3 D)F1 > F2 = F3 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET TEST - 5 7. 5. 72N ağırlığındaki bir cisim şekildekigibiFkuvvetiileyukarı çekilmektedir. Hareketli makaranınağırlığı10N,sabit makaranın ağırlığı ise 20N dur. Tavan Sabit makara F L K ok Kuvvetin değeri en az kaç N olmalıdır? Hareketli makara O M (Sürtünmelerönemsizdir.) G = 72N N K,L,M,N,Odişliçarklarışekildekigibibirbirinedokunmaktadır.Mdişlisişekildegösterilenokyönünde döndürülüyor. A)72 B)64 C)51 D)41 Hangi dişliler M dişlisi ile ayın yönde döner? A)LileK C)LileN B)NileO D)KileO 8. Sabit makara Palme Yayıncılık Hareketli makara A kovasının ağırlığı 20N, hareketli makaranın ağırlığı 6N olduğuna göre, B kovasının ağırlığı kaç N olur? B kovası A kovası A)14 A ve B kovaları şekildekimakarasisteminde dengede durmaktadır. B)13 C)10 D)18 6. Sabit makara 9. F G=60N 4m (+) 1m 3r Yüksekliğiveuzunluğuverileneğikdüzleminüstündeki60NağırlığındakibircisimhareketlivesabitmakaralaryardımıylaşekildekigibiFkuvvetiyledengededir. F kuvvetinin değeri kaç N dur? (Makaraağırlıklarıvesürtünmelerönemsizdir.) A)5 FEN VE TEKNOLOJİ B)7,5 C)10 D)15 K L 2r (–) Kdişlisininyarıçapı3r,Ldişlisininyarıçapı2rdir. K dişlisi ok yönünde 4 devir yaparsa L dişlisi hangi yönde kaç devir yapar? A)(+)yönde12devir C)(–)yönde6devir B)(–)yönde12devir D)(+)yönde6devir 155 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE TEST - 5 13. 10. L K F M M K Şekil 1 G=36N A)9 Bu sistemde K dişlisine yine 6 tur yaptırılırsa M dişlisi kaç tur döner? 11. Yükü dengede tutan F kuvvetinin değeri kaç N dur? Şekil 2 K,L,Mdişlilerinindişsayılarısırasıyla30,10,20dir. Kdişlisi6turyaptığındaMdişlisiŞekil1'de9turyapmaktadır. L dişlisi sistemden çıkarılarak Şekil 2'deki gibiyenisistemeldeediliyor. A)3 Makara ağırlıklarının önemsiz olduğuşekildepalangasistemindeyükünağırlığı36Ndur. B)4 C)8 B)12 C)15 D)18 D)9 14. F G G=28N Destek Ağırlığı önemsiz eşit bölmeli bir çubuk ile 28N ağırlığındakibircisimdengedetutuluyor. Palme Yayıncılık F=8N Destek Ağırlığı dengede tutan kuvvet 8N olduğuna göre, G ağırlığı kaç N dur? Kaldıraç yardımıyla cismi dengede tutan F kuvvetinin değeri kaçtır? A)7 B)14 C)20 A)40 D)28 12. AğırlığıönemsizeşitbölmelibirkaldıraççubuğuileG ağırlığıdengedetutulmaktadır. B)36 15. F G=90N 3m F 2m C)32 D)24 Makaraağırlıklarınınönemsizolduğuşekildekimakara sisteminde yükün ağırlığı 36Ndeğerindedir. Bu sistemi dengede tutan F kuvveti kaç N dur? G=36N Sürtünmesiz eğik düzlem üstünde 90N ağırlığındaki bircisimFkuvvetiyleyukarıçekilmektedir. A)72 B)36 C)18 D)9 F kuvvetinin değeri en az kaç N dur? A)75 156 B)72 C)60 D)45 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET TEST - 6 1. Aşağıda verilen basit makinelerin hangisinde destek yük ile kuvvetin arasında değildir? A)Tahteravalli C)Elarabası 4. B)Pense D)Makas Yanda verilen vida adımı 0,2 cm olan vida sistemini kuran Sevcan Öğretmen, F kuvvetiyle vidayı 4 kez döndürürse vida tahtada kaç cm ilerler? 0,2 cm Tahta 2. G=30N A)0,2 B)0,4 C)0,6 D)0,8 F Destek Ağırlığıönemsiz,birkaldıraççubuğuile30NağırlığındakibiryükşekildekigibiFkuvvetiyledengedetutulmalıdır. 5. F kuvveti kaç N dur? B)20 C)25 D)30 3. Aşağıda verilen düzeneklerden hangisi ok yönünde döndürülerek hareket ettirildiğinde X ve Y cisimlerinin ikisininde potansiyel enerjileri azalır? A) B) G ağırlığının 1 metre yükselmesi için F kuvvetinin bağlı olduğu ip kaç metre çekilmelidir? F Palme Yayıncılık A)10 Şekildeki hareketli makara yardımıylaGağırlığıyukarıçekiliyor. A)2 D)0,5 G B)1,5 C)1 6. r 2r 10N X Y X 2m 1m 2N Y 20N C) 4N D) I 18N 9N II III Makara ağırlığı ve sürtünmelerin önemsenmediği şekildeki ağırlıkların asıldığı basit makinelerden hangileri dengededir? X FEN VE TEKNOLOJİ Y X Y A)YalnızI C)YalnızII B)IveIII D)IIveIII 157 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE TEST - 6 7. 9. Aşağıdaki öğrencilerden hangisinin söylediği ifade yanlıştır? A) B) Kuvvetten kazanç varsa aynı oranda yoldan kayıp vardır. F Müge G=18N Cismi yukarı çeken F kuvvetinin değeri en az kaç N olmalıdır? (Sürtünmelerönemsizdir.) B)8 C)9 Sıla C) Şekildekisabitmakarayardımıyla18Nağırlığındakicisimyukarıçekilmekisteniyor. A)4 Sabit makarada kuvvetten kazanç sağlanamaz. Basit makinelerde işten kazanç yoktur. Teoman D) Kaldıraçlarda her zaman kuvvetten kazanç sağlanır. Özgür D)18 10. Yanda verilen basit makine ile ilgili aşağıda yapılan yorumlardan hangisi doğrudur? Palme Yayıncılık Kuvvet 8. Yük A) Kuvvettenkazançsağlar. B) İştenveenerjidenkazanılır. C) Kuvvetinyönünüdeğiştirirveişkolaylığısağlar. D) Yoldankazançsağlar. F1 5m 3m F2 2m Şekil 1 1m Şekil 2 11. F3 4m 3m Kuvvet Destek Şekil 3 Yukarıdaki üç eğik düzlemde 12N ağırlığındaki cisim F1,F2veF3kuvvetleriyleyukarıçekiliyor.Eğikdüzlemlerinyükseklikveuzunluklarıverilmiştir. Bu kuvvetlerin en küçük değerlerinin büyüklük sıralaması nasıldır? (Sürtünmelerönemsizdir.) A)F3 > F1 > F2 C)F1 > F2 = F3 158 Yük B)F1 > F2 > F3 D)F1 > F2 > F3 Şekildeki kaldıraç sisteminde, yükü daha kolay kaldırmak için aşağıdakilerden hangisi yapılmalıdır? A) Destekyükedoğruyaklaştırılmalıdır. B) Destekkuvvetedoğruyaklaştırılmalıdır. C) Ağırlığıdahabüyükyükkullanılmalıdır. D) Kuvvetdesteğedahayakınbirnoktadanuygulanmalıdır. FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET TEST - 6 12. 14. Yandaki şekilde verilen sürtünmesizhareketlimakaradaXcismi 40Nlikkuvvetle4myukarıdoğruçekiliyor. 40N 1 2 3 4 5 6 Buna göre yükün ağırlığının uygulanan kuvvete oranı kaçtır? (Makaranınağırlığıönemsizdir.) 1 A) 2 B)2 C)3 D)4 Yukarıda verilen araçlardan hangileri bileşik makinedir? B)2,3,4ve5 D)1,2,4ve6 Palme Yayıncılık A)1,2ve3 C)1,2,ve6 13. 15. X Y Yük 2h r h Yük Yük I. Z II. r 3r III. Yük 1 Destek IV. Yukarıdaki basit makinelerden hangilerinde kuvvetten kazanç yoldan kayıp vardır? A)IveII C)I,IIveIV FEN VE TEKNOLOJİ B)II,IIIveIV D)I,II,IIIveIV 2 Yukarıdaki şekilde 3r yarıçaplı X dişlisi ok yönünde 2 devir yaparsa Z dişlisi hangi yönde kaç devir yapar?(XveYdişlilerininmerkezleriaynıdırvebirbirine perçinlenmiştir.) A) 1yönünde3devir B) 2yönünde2devir C) 2yönünde6devir D) 1yönünde2devir 159 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ENERJİ VE SÜRTÜNME KUVVETİ Eylemsizlik cisimlerin sürekli hareket etme eğilimidir. Yatay ve sürtünmesiz bir düzlemhayaledelim.Budüzlemdebircismihareketebaşlatıpbıraktığımızdacisimsabithızlahareketinidevamettirecektir.Yaniönünesürtünmelibiryüzeygelmediğisürecehareketaynıhızladevameder.Günlükyaşamımızdasürtünmesiz yüzeyyokgibidir.Hareketebaşlatıpbıraktığımızhercisimbirsüresonradurur.Bu cisimleridurdurankuvvet,sürtünme kuvvetidir. Sürtünme olmasaydı şekildeki otomobil eğikdüzlemdehareketsizduramazdı. Uygulanan kuvveti Sürtünme kuvveti • Sürtünmekuvveti;cisminbulunduğuyüzeyincinsinevecisminağırlığınabağlı olarakdeğişir. • Sürtünme, yağlanmış bir yüzeyde azken, zımpara kağıdının kaplı olduğu bir masaüstündeoldukçafazladır. • Sürtünmekuvveti;hareketiyavaşlatan,engelleyenhattadurduranbirkuvvettir.Bunedenledaimahareketyönünezıtyöndedir. • Cisminağırlığıartarsasürtünmekuvvetideartar. 2G G Sürtünme kuvveti Uygulanan Uygulanan kuvvet Sürtünme kuvveti kuvvet Aynı cins yüzeyde hareket halinde olan cisimlerden ağırlığı büyük olanına daha büyüksürtünmekuvvetietkieder. • Sürtünmekuvvetindendolayıcisminmekanikenerjisininbirkısmıyadatamamıısıyadönüşebilir. • Yataydüzlemdehareketsizdurancisimleresürtünmekuvvetietkietmez. NOT Sürtünme kuvveti sürtünen yüzeylerin büyüklüğüne bağlı değildir. Yani, aynı cisim iki farklı yüzeyi üzerinde sürüklendiğinde her iki durumda da sürtünme kuvvetiaynıdır. Günlükhayatımızdabazıdurumlardasürtünmeyiazaltmakveyaartırmakiçibazı önlemleralırız. Sürtünmeyi azaltmak için; • Bavul,dolapgibibazıeşyalarınayaklarınatekerlektakılır.Tekerleksürtünmeyi azaltarakhareketikolaylaştırır.Makinelerinbirbirinesürtünenparçalarıyağlanır.Yağsürtünmeyiazaltır. Sürtünmeyi artırmak için; • Buzluyollardaaraçlarıntekerleklerinezincirtakılırvearabanınkaymasıengellenir. Sistemlerdeenerjikaybınanedenolmasınarağmensürtünmebirçokaçıdanyararlıdır. Sürtünme olmasaydı yürüyemezdik. Otomobiller yatay yollarda hareket edemezlerdi. Otomobillerin tekerlekleri dönme hareketi yaparak otomobile yol aldırır.Budönmehareketindesürtünmeolmadığınıdüşünürseniz,otomobilinhareketedemeyeceğianlaşılır. 160 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET Sürtünmeninyararlıolmadığıdurumlardavardır.Makinelerinçalışmasıesnasında sürtünmeyle oluşan ısı enerjisi, makine için gerekli bir enerji olmadığından makinelerinveriminidüşürür. Su cisimlerin hareketini zorlaştırıcı bir direnç uygular. Bu etki, sürtünmedir. Bu etkiyiazaltmakiçingemilerinönkısımları"V"şeklindetasarlanmıştır. Yüksektenatlayanparaşütçüleriçinhavadirenci(sürtünme)önemtaşır.Paraşütçününsahipolduğupotansiyelenerjidoğrudankinetikenerjiyedönüşürseparaşütçüçoksüratleyereiner.Havanınsürtünmesisayesindeparaşütçününpotansiyelenerjisininbirkısmıısıenerjisinedönüşürveböylecedahaazsüratleyere inmesisağlanmışolur. Günlükhayatımızdakullanılanbazımakinelersürtünmeninhareketiniengelleyici özelliğiniönlemekamacıylatasarlanır.Örneğin,denizaltılarbalinalarabenzetilerektasarlanmıştır. FEN VE TEKNOLOJİ 161 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ETKINLIK - 31 Cisim III. bölge I. bölge II. bölge Yay Sürtünmeli yol YukarıdagörülensistemdecisimserbestbırakıldıktansonraI,IIveIII.bölgelerdekienerjidönüşümlerinialtlarındakiboşluklarayazınız. I.bölgede:.............................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................................ II.bölgede:............................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................................ III.bölgede:............................................................................................................................................................................. ................................................................................................................................................................................................ ETKINLIK - 32 Aşağıdakiolaylardasürtünmekuvvetininnasılbiretkiyaptığını,olayınkarşısınayazınız. Paraşütleatlama:................................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................ Sudolubardağıelimizletutmak:............................................................................................................................................ ................................................................................................................................................................................................ Harekethalindekiotomobilinfrenyapması:........................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................ Kurşunkalemileyazıyazmak:............................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................ Dağcınındağatırmanması:.................................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................ Bavullarınaltlarınatekerlektakılması:.................................................................................................................................... ................................................................................................................................................................................................ 162 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET ETKINLIK - 33 Aşağıda verilen ifadelerden doğru olanların yanına (D), yanlış olanların yanına (Y) koyunuz. 1. () Sarmalyayauygulanankuvvetarttıkçayayınuzamamiktarıartar. 2. () Kütleölçenaraçlaradinamometredenir. 3. () BircisminkütledeğeriAy'daveDünya'daaynıdeğerdedir. 4. () BircisminağırlığıAy'dasıfırdır. 5. () Kilogramağırlıkbirimidir. 6. () Bircisimyerdenyukarıkaldırılırsayerçekiminekarşıişyapılmışolur. 7. () Yatayyoldabirbavuluyatayhareketettirenbiradamyerçekiminekarşıişyapmaz. 8. () Bircismeuygulanankuvvetcismeyolaldırmasadaişyapılmışolur. 9. () Yeredoğrudüşmekteolanbircisminkinetikenerjisiartar. 10. () Kütleleriaynıolanikicisimdensüratibüyükolanınkinetikenerjisiküçüktür. 11. () Bircisminsüratiikikatına,kütlesiiseyarıyadüşürülüyor.Bucisminkinetikenerjisiilkdurumagöredeğişmez. 12. () Yerdenbellibiryüksekliktedurmaktaolanbircisimçekimpotansiyelenerjisisıfırdır. 13. () İş'inbirimiylekinetikenerjisininbirimifarklıdır. 14. () Sıkıştırılanbiryaydadepolananenerjiyeesneklikpotansiyelenerjisidenir. 15. () Aşağıdanyukarıyaatılanbircisminkinetikenerjisivepotansiyelenerjisiartar. 16. () Basitmakinelerdeenerjikazancısağlanmaz. 17. () Birbasitmakineolarakmaşa'dadestekuçtadır. 18. () Sabitmakaradakuvvettenkazançsağlanamaz. 19. () Hareketlimakaradakuvvetinbağlıolduğuip1metreçekilirseyük2metreyukarıyaçıkar. 20. () Birbirinedokunanikidişliçarklardanyarıçapıküçükolan,yarıçapıbüyükolandandahaazdeviryapar. 21. () Sürtünmekuvveticisminhareketyönünezıtyöndedir. 22. () Sürtünmesonucundaharcananenerjiısıenerjisinedönüşür. FEN VE TEKNOLOJİ 163 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE KARMA TEST - 1 1. 4. Aşağıda verilen cisimlerden hangisi kuvvet uygulandığında şekli değişip, kuvvet etkisi ortadan kaldırıldığında eski haline dönebilen özelliğe sahip değildir? Kubilay Hakan h Seray Tuğçe Öretmen A)Özgür:Sünger C)İlayda:Mandal Yer B)Sueda:Lastik D)Erdem:Cambardak Sınıf tahtasındaki sorunun doğru cevabı aşağıdakilerden hangisidir? A)4 B)40 C)400D)4000 YukarıdakişekildeSeray,KubilayveHakan'ınbulunduklarıyüksekliklerverilmiştir. Hakan ve Kubilay'ın ağırlıkları eşit, Seray'ın ağırlığı ise onlardan az olduğuna göre, I. SerayveHakan'ınyeregörepotansiyelenerjileri eşittir. II. Kubilay'ınyeregörepotansiyelenerjisienbüyüktür. III. SerayileHakanyerdeğiştirirseyeregörepotansiyelenerjilerieşitolur. ifadelerinden hangileri doğrudur? Palme Yayıncılık 2. Kütlesi 4000 g olan bir cismin ağırlığı kaç N’dir? (Yer çekimi ivmesini 10 N/kg alınız.) h h Tuğçe Öğretmen'in sorusuna verilen öğrenci cevaplarından hangisi doğrudur? A)YalnızI C)IIveIII B)YalnızII D)I,IIveIII 5. 3. I. 2m/ssüratleilerleyen4kg'lıkkaplumbağa II. 3m/ssüratlekoşan3kgkütlelikedi III. 1m/ssüratleilerleyen6kgkütlelitavşan IV. 4m/ssüratlekoşan6kgkütleliköpek Yukarıdaki numaralandırılmış hayvanların kinetik enerji değerlerinin büyükten küçüğe doğru sıralaması aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? A)I,II,III,IV C)IV,II,I,III 164 B)IV,III,II,I D)II,IV,I,III Yukarıda verilen örneklerden kaç tanesinde sürtünme kuvvetinin etkisi vardır? A)1 B)2 C)3 D)4 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET KARMA TEST - 1 6. Aşağıda verilen ifadelerden hangisi yanlıştır? 9. A) Sürtünmekuvvetiyüzeyincinsinebağlıdır. B) Sürtünmekuvvetininbiriminewton'dur. C) Sürtünmekuvvetihareketlibircismidurdurabilir. D) Sürtünme kuvvetinin yönü daima cismin hareket yönüyleaynıdır. F1 h P 45° F2 h P 30° Yukarıdaki şekillerde aynı P yükü sürtünmesiz eğik düzlemlerdesabithızlaF1veF2kuvvetleriileçekilerek hyüksekliğineçıkarılıyor. Buna göre; 7. I. Herikisindedekazanılanpotansiyelenerjieşittir. II. Herikisindedeyapılanişlereşittir. II. F1kuvvetiF2kuvvetineeşittir. yargılarından hangileri yanlıştır? III A)YalnızI C)YalnızIII II Yukarıda verilen sistemdeki kova aşağı yönde hareket ettiğine göre I, II, III nolu basit makinelerin dönüş yönleri aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? I II III B)IveII E)IIveIII Palme Yayıncılık I A) B) C) D) 8. Yandakitraktörünöntekerleklerinin yarıçapı 0,5 cm, arka tekerleklerinin yarıçapıise1cmdir. Buna göre traktörün ön tekerlekleri 6 defa dönerse arka tekerlekler kaç defa döner? A)12 FEN VE TEKNOLOJİ B)6 C)3 D)2 10. Sürtünme kuvveti ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur? A) Sürtünenyüzeylerısınır. B) Cisimler sürtünme kuvvetinin yönünde hareket eder. C) Yataydüzlemüzerindedurancismesürtünmekuvvetietkieder. D) Sürtünmekuvveticisimlerinhızlarınıarttırabilir. 165 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE KARMA TEST - 2 1. 3. Aynı dönme ekseni üzerinde bulunan yarıçapları farklı silindirlerden oluşan basit makinedir. 200 cm 2,5 kg Eğik düzleme benzeyen genellikle kesme işleminde kullanılan basit makinedir. Osman Koli İnşaatlarda ağır yükleri üst katlara taşırken kullanılabilen bir basit makinedir. Erdem, şekilde gösterildiği gibi yerde duran 2,5 kg kütleli bir koliyi 200 cm yüksekliğindeki duvarın üstüne koyduğunda yerçekimi kuvvetine karşı kaç joule'lük iş yapmış olur?(g=10N/kg) Figen İlter A)20 Yukarıdaki öğrencilerin tanımladığı basit makineler aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? Osman Figen A) Çıkrık Vida Makara B) Vida Kama Eğikdüzlem C) Çıkrık Makara Eğikdüzlem D) Çıkrık Kama Makara 4. D)50 X Y Z T K Yukarıdaki kaldıraçta bulunan K cismini yukarıya doğru en büyük kuvvetle kaldırabilmek için seçeneklerde verilen noktalardan hangisine kuvvet uygulamamız gerekir? A)X Aşağıda verilenlerden hangisi kinetik enerjiye sahip değildir? A) C)40 İlter Palme Yayıncılık 2. B)30 B)Y C)Z D)T B) 5. C) Yanda verilen hareketli makara sisteminde 20 N ağırlığındaki yükü 4 m yukarı çıkarmak için makaranın ipi kaç m yukarı çekilmelidir? D) 20 N A)8 166 B)6 C)4 D)2 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET KARMA TEST - 2 6. 8. Boyları, yarıçapları eşit olan vidaların vida adımları aşağıdaverilmiştir. Oğulcan 1 ton ağırlığındaki sandığa kuvvet uygulamasınarağmensandığıhareketettirememektedir. Buna göre vidalar eşit kuvvetle 2 kez döndürüldüğünde hangisi tahtaya daha çok gömülmüştür? A) Buna göre Oğulcan'ın sandığı hareket ettirememesinin nedeni aşağıdakilerden hangisidir? Vida adımı 2 mm Vida adımı 2 cm C) Vida adımı 1 mm D) Vida adımı 1 cm Palme Yayıncılık A) Sürtünmekuvvetiitmekuvvetineeşittir. B) Sürtünmekuvvetiitmekuvvetindenküçüktür. C) Sürtünmekuvvetiitmekuvvetiileaynıyönlüdür. D) Sandığasürtünmekuvvetikesinlikleetkietmemektedir. B) 7. "Günlükhayattakarşılaştığımızmakinelerinyapısında basitmakinelerdenbirkaçtanesibirdenyeralabilir.Bu makinelerinbirarayagetirilmesiileoluşanmakinelere bileşikmakinedenir." Buna göre bir bileşik makine olan el arabasında bulunan basit makineler aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? A) Kamavekaldıraç B) Tekerlekvekama C) Kaldıraç,kamaveeğikdüzlem D) Kaldıraç,eğikdüzlemvetekerlek FEN VE TEKNOLOJİ 9. Eskilokomotiflerdeihtiyaçduyulanenerjilerkömürden sağlanıyordu. Buna göre bir buharlı lokomotifte kömürün yanmasından tekerleklerinin dönmesine kadar gerçekleşen enerji dönüşümü aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? A) IsıSKimyasalSHareket B) KimyasalSHareketSIsı C) ElektrikSIsıSKimyasalSHareket D) KimyasalSIsıSHareket 167 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE KARMA TEST - 3 1. I. DuraktahareketsizbekleyenÖykü II. Büfenin1.rafındakivazoyu,3.rafakoyanDamla III. DağatırmananUğur IV. BiryayıikitaraftanelleçekerekgerenSarp 4. UğurUstademirbirlevhayı15Nlikkuvvetuygulayarakyataydüzlemdehareketettirmesisonucu,180Jlik işyapıyor. Buna göre, Uğur Usta demir levhayı ilk konumundan kaç m ileriye götürür? Yukarıdaki olayları gerçekleştiren öğrencilerden hangileri fen anlamında iş yapmıştır? A)IIveIV C)I,IIIveIV 2. (Sürtünmelerönemsizdir.) A)12 B)II,IIIveIV D)I,II,IIIveIV 5. G I II Y K Palme Yayıncılık G 1m D)18 Ok A) Bircisminpotansiyelenerjisicisminkütlesiiledoğruorantılıdır. B) Bircisminkinetikenerjisicisminsüratinebağlıdır. C) Yeredoğruhızlanancisminkinetikenerjisiazalır. D) Yerdenyukarıdoğrukaldırılanbircisimiçinyerçekimkuvvetinekarşıişyapılır. 4m C)15 X Aşağıdaki ifadelerde verilen yorumlarından hangisi yanlıştır? 3. B)14 L X ve Y kasnakları şekildeki gibi birbirine bağlanarak döndürüldüğündemerkezlerineyapıştırılansilindirlere sarılıiplerebağlıKveLcisimlerihareketetmeözelliğinesahiptir. X kasnağı ok yönünde döndürüldüğünde K ve L cisimlerinin yukarı (c) ya da aşağı (T) hareketleri için aşağıda verilenlerden hangisi doğrudur? K L A) T T B) c c C) c T D) T c 6. Aşağıdakiseçeneklerdeverilenhareketlicisimlerinağğırlığı20Ndur. Bu cisimlerden hangisinde bulunduğu zeminde sürtünme kuvveti en fazladır? G III Eğik düzlem, hareketli makara ve kaldıraçtan oluşan I,II,IIIbasitmakinelerdesürtünmelervemakaraağırlıklarıönemsizdir.BasitmakinelerdeağırlığıGolancisimlerşekildekigibidengedetutuluyor. Buna göre hangilerinde kuvvet kazancı 2 olur? A)YalnızI C)IveII 168 B)YalnızII D)IIveIII A) 20 N F B) Cam yüzey C) F Tahta yüzey 20 N F Mermer yüzey 20 N D)) 20 N F Çakıllı yüzey FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET KARMA TEST - 3 7. Aşağıdaki eğik düzlemler üzerinde ağırlıkları eşit üç blokdengedetutuluyor. F1 3m 9. F2 1m 2m 1m F3 3m 2m Yandakibisikletinparçalarınınbasitmakinelerleeşleştirilmesiaşağıdaverilmiştir. I. PedalSÇıkrık II. FrensistemiSKaldıraç Buna göre yapılan yorumlardan hangileri doğrudur? Blokları dengede tutan dinamometrelerin gösterdikleri F1, F2 ve F3 kuvvetlerinin büyüklük sıralaması nasıldır? (Sürtünmelerönemsizdir.) B)F1 > F2 > F3 D)F1 > F3 > F2 Palme Yayıncılık A)F3 > F2 > F1 C)F2 > F3 > F1 A) IveIIdoğrudur. B) YalnızIdoğrudur. C) YalnızIIdoğrudur. D) IveIIyanlıştır. 10. F1 8. I II Radyo dinlemek Deftere yazı yazmak III IV Keman çalmak Paten kaymak 30 N Yukarıda verilen durumlardan hangisinde sürtünme kuvvetinin eksisi yoktur? A)I FEN VE TEKNOLOJİ B)II C)III D)IV F2 60 N Yukarıdakipalangalarda30NlukyükF1ile60Nluk yükF2kuvvetiyledengelenmiştir. Makara ağırlıkları ve sürtünmeler önemsiz olduğuF na göre 1 oranı aşağıdakilerden hangisinde doğF2 ru verilmiştir? 1 3 4 A) B) C) D)2 2 4 3 169 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE KARMA TEST - 4 1. 3. Yandaki eşit kollu teraziye X ve Y cisimlerikonuluyorve terazi şekildeki gibi dengedekalıyor. X Buna göre aşağıdaki kaldıraçlardan hangisi yatay olarak dengede kalabilir? V III IV Y II (Kaldıraççubuklarınınağırlıklarıönemsizdir.) A) B) I Makara ağırlıkları ve sürtünmelerin önemsenmediği yukarıdaki makara sisteminde I, II, III, IV, V numaralı yüklerin büyüklükleri arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? 2. X Y C) B)I>II=III>IV=V D)IV>V>III>I>II Y D) X Palme Yayıncılık A)I>II>III>IV>V C)IV>V>I=III>II X X Y Y 4. I noktasından bırakılan bir top sürtünmesi önemsenmeyenbirortamdaaşağıdakigibiIIInoktasınaçıkabilmektedir. I III Z X Y II r 3r 3r II Yukarıdakiolaylailgiliüçöğrenciyorumyapıyor. Cisim I’den II’ye giderken sürati artar. I Yukarıdaki kasnak sisteminde Z kasnağı ok yönünde 3 tur dönerse X ve Y kasnakları hangi yönlerde kaç tur döner? X Y A) II,3tur I,9tur B) I,3tur II,3tur C) II,9tur II,3tur D) II,3tur II,3tur 170 Dilara II noktasında cismin kinetik enerjisi en küçüktür. II noktasından III’e çıkan cismin potansiyel enerjisi azalır. Özlem Burak Buna göre, hangi öğrencilerin yaptığı yorumlar yanlıştır? A)YalnızDilaraB)DilaraveÖzlem C)ÖzlemveBurakD)Dilara,ÖzlemveBurak FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET KARMA TEST - 4 5. 7. Kinetik enerjisi cismin kütlesine ve süratine bağlıdır. K 3r 3r D Y Çekim potansiyel enerji cisimlerin yüksekliğinden dolayı sahip oldukları enerjidir. L M İş yapabilme yeteneğine enerji adı verilir. 1 r 2 N D Y 1. çıkış D 2. çıkış Y 3. çıkış 2r 4. çıkış Yukarıdaki cümleleri doğru ise D, yanlış ise Y olarak değerlendiren Yağmur hangi çıkışa ulaşmaktadır? Buna göre Cemil Öğretmen N kasnağının hangi yönde kaç tur döneceğini gözlemler? B)2.çıkış D)4.çıkış A) 2yönünde1tur C) 1yönünde1tur B)2yönünde2tur D)1yönünde3tur Palme Yayıncılık A)1.çıkış C)3.çıkış YukarıdakikasnaksisteminikuranCemilÖğretmen,K kasnağınıokyönünde2turdöndürüyor. 8. 6. F G F 1 kg Bir araştırmacı sürtünme kuvvetinin cismin kütlesine bağlı olup olmadığını test etmek istiyor. Önce buzzeminüzerinde1kgkütlelicismihareketettiriyor. F G Buz zemin I. F II. F G G Buna göre sisteme ek olarak aşağıdakilerden hangisi ile deney devam etmelidir? A) III. IV. Yukarıda verilen kasnaklardan hangilerinde kuvvet kazancı yoktur? A)IveII C)I,IIveIV FEN VE TEKNOLOJİ B)IIveIII D)I,II,IIIveIV 1 kg 2F B) Toprak zemin C) 2 kg Buz zemin F 2 kg F Halı zemin D) 3 kg Buz zemin 171 2F KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE KARMA TEST - 5 1. 3. F1 Cismin yüksekliğinden dolayı sahip olduğu enerjiye ne ad verilir? x F2 Güneş pilleri Dünyamıza gelen güneş enerjisini ilk önce hangi enerji çeşidine dönüştürür? x/2 F3 Farklı sıcaklıktaki sistemler arasında alınıp verilen enerjiye ne denir? 1 Kimyasal Enerji 2 Mekanik Enerji 3 Isı Enerji 4 Potansiyel Enerji 2x YukarıdakisürtünmesizortamlardaözdeşcisimlerF1, x F2veF3kuvvetleriuygulanaraksırasıylax, ,2xyol2 larınıalıyorlar. Yukarıda verilen sorularla numaralandırılmış cevaplar doğru eşleştirildiğinde kaç numaralı cevap dışarda kalır? Cisimler üzerinde yapılan işler eşit olduğuna göre; A)1 F1 kuvveti F2 kuvvetinden daha büyüktür. Kuvvetlerin büyüklük sıralaması F2 > F1 > F3 şeklindedir. Sıla F3 kuvveti F1 ve F2 kuvvetlerinden daha büyüktür. Oğulcan F1, F2, F3 kuvvetlerinin büyüklükleri birbirine eşittir. Samet öğrencilerden hangisinin yaptığı yorum doğrudur? A)Yağmur C)Oğulcan B)Sıla D)Samet 2. F Yandaki makara sisteminde 1600NlikağırlıkFkuvvetiile dengeleniyor. Buna göre, F kuvveti kaç N dir? (Makara ağırlığı ve sürtünmeönemsenmiyor.) 1600 N Palme Yayıncılık Yağmur 4. 172 B)200 C)3200D)6400 C)3 D)4 Kuvvet(N) Uzamamiktarı(cm) 0,5 10 1 20 1,5 30 2 40 Yukarıdatablodabiryayauygulanankuvvetinoluşturduğuuzamamiktarıdeğerlerigösterilmiştir. Buna göre yay ile ilgili çizilen aşağıdaki grafiklerden hangisi doğrudur? A) Kuvvet (N) B) Kuvvet (N) 2 2 1,5 1,5 1 1 0,5 0,5 0 C) 10 20 30 40 Uzama miktarı (cm) Kuvvet (N) 0 10 20 30 40 Uzama miktarı (cm) D) Kuvvet (N) 2 2 1,5 1,5 1 1 0,5 0,5 0 A)100 B)2 10 20 30 40 Uzama miktarı (cm) 0 10 20 30 40 Uzama miktarı (cm) FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET KARMA TEST - 5 5. X: Yokuşaşağıinenbisikletli Y: Belirlibiryüksekliktekiraftaduranvazo Z: Paraşütüyleuçaktanatlayanparaşütçü T: Yatayyoldahareketedenotomobil 7. I dişlisinin diş sayısı II dişlisinin diş sayısının ikikatıdır. ok Yukarıda X, Y, Z, T ile belirtilen olayları kinetik enerji ve potansiyel enerji değerlerinin olup olmaması yönünde gruplandırmak isteyen İlayda aşağıdakilerden hangisini oluşturursa doğru olur? Y T PE X, Z X, Y KE Z PE C) II I (Potansiyelenerji:PE,Kinetikenerji:KE) B) A) I nolu dişli ok yönünde 1 tur atarsa, I ve II nolu dişlilerin son görünümleri aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? A) B) C) D) TT KE D) X Z Y KE X X Z Z PE Y KE Palme Yayıncılık PE T T 6. L Bir cisim sürtünmesi önemsenmeyen bir ortamda yandaki gibi L-M noktaları arasında salınım hareketiyapıyor. M K Buna göre cismin en büyük kinetik enerjiye sahip olduğu konum aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? A) 8. F l P Eğikdüzleminboyu=/ Eğikdüzleminyüksekliği=h Buna göre eğik düzlemde kuvvet kazancının eğik düzlemin boyuna bağlı olup olmadığını araştıran Sezen, yukarıdaki düzeneğe ek olarak aşağıdakilerden hangisini seçmelidir? A) B) B) 2F l P L K L M C) D) F P FEN VE TEKNOLOJİ h l P M D) K 2F 2h K C) L h Sezen,aşağıdakieğikdüzlemde P yükünü F kuvvetiyleçekiyor. M L K 2l F h 2P 2l M 173 h KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE KARMA TEST - 6 1. 3. Sürtünmenin ihmal edildiği bir ortamda gerilmiş bir yayda depolanan .............. ......... enerjisi, okçunun yayı bırakmasıyla .......... enerjiye dönüşür. Ayrıca sürtünmesiz ortamda aşağıdan yukarıya atılan taşın kinetik enerjisi azalırken ......... enerjisi artar. Aşağıda verilenlerden hangisi kuvvetin destekle yük arasında olduğu kaldıraç tipine örnektir? A) B) C) Buse D) Buse'nin yukarıda açıklama yaptığı paragraflarda boş bırakılan yerlere gelebilecek kavramlar aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? II III A) Esneklik potansiyel Kinetik Yerçekim potansiyel B) Yerçekim potansiyel Esneklik potansiyel Mekanik C) Esneklik potansiyel Yerçekim potansiyel Kinetik D) Yerçekimi potansiyel Kinetik Yerçekim potansiyel 2. 3. raf h h 2. raf Yanda verilen kitaplığın 3. rafında bulunan iki özdeş kitaptan bir tanesi1.rafa,diğeri2. rafakonuluyor. 4. • Doruk kaydıraktan ▲ Potansiyelenerjiaraşağıdoğrukayıyor. tar. • Atakan sandığı ite- ■ Potansiyel rek düz bir yolda azalır. hareketettiriyor. • Buse sabit süratle H Sadecekinetikenertepeyetırmanıyor. jisivardır. I. 1. rafa konulan kitabın çekim potansiyel enerjisi diğerkitabagöredahaküçüktür. II. 2.rafakonulankitabınçekimpotansiyelenerjisi1. rafakonulankitabınkindendahabüyüktür. III. Çekimpotansiyelenerjidekiazalma2.rafakonulankitapiçindahafazladır. verilen ifadelerden hangileri yanlıştır? A)YalnızI C)IIveIII 174 enerji (olaylarıngeçtiğiortamlardasürtünmeihmalediliyor.) A) •▲ Buna göre; Açıklamalar Yukarıdaki olay ile açıklamalar aşağıdakilerden hangisinde doğru eşleştirilmiştir? 1. raf h Olaylar Palme Yayıncılık I B)YalnızIII D)I,IIveIII 5. B) • ■ C) • ■ D) • H • ■ • ▲ • H •■ • H • H • ▲ •▲ Aşağıda sürtünme kuvveti ile ilgili verilen ifadelerden hangisi yanlıştır? A) Cisimlerinkinetikenerjileriazaltılabilir. B) Birimiyoktur. C) Sürtünenyüzeylerintürünebağlıdır. D) Yönüdaimacisminhareketyönüylezıttır. FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET KARMA TEST - 6 8. Bir otomobilin sürücüsü şöfor 15000 N ağırlığındaki araçla8myüksekliğindekibirrampayı,eğimlerifarklı olandörtyoldangiderekaşmıştır. 6. 1 3r 2r Y r 2 12m 8m 8m 10m X Z 1 Yukarıda X, Y, Z dişlilerinden oluşan bir sistem verilmiştir. Buna göre; 14m I. Ydişlisi1yönündedönerse,X,2yönündedöner. II. Xdişlisi4turatarsa,Z,2turatar. III. Zdişlisi2yönünde3turatarsa,Ydişlisi1yönünde1turatar. IV. Ydişlisi3turatarsa,Zdişlisi9turatar. C)III 8m 16m 4 Buna göre yukarıdaki sistemlerden hangisinde aracın yoldan kazancı en fazladır? A)1 D)IV B)2 C)3 D)4 Palme Yayıncılık B)II 8m 3 verilen ifadelerden hangisi yanlıştır? A)I 2 9. 7. 1. 2. 3. 4. Bisikletdişlilerininyağlanması Bavullaratekerlektakılması KarlıveBuzluyollarakumdökülmesi Otomobillerinlastiklerinezincirtakılması Yukarıda verilen örneklerden hangileri sürtünmeyi artırmak, hangileri sürtünmeyi azaltmak için yapılır? Sürtünmeyi Sürtünmeyi artırmak azaltmak A) 3ve4 1ve2 B) 2,3ve4 Yalnız1 C) 1ve2 3ve4 D) Yalnız3 1,2ve4 FEN VE TEKNOLOJİ 60 N Cisim X 4m Y 2m Yer A)600 Biröğrenci,ağırlığı60Nolanbir cismişekildegörülenXnoktasından yere doğru serbest bırakıyor. Buna göre, cismin Y noktasından geçerken sahip olduğu kinetik enerjisi kaç joule olur? (Ortamdaki sürtünmeler ihmal ediliyor.) B)360 C)240 D)120 175 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE KARMA TEST - 7 1. İlayda 3. Sıla Sol L 7 1 Sağ 4 I. İlayda'nınağırlığıSıla'nınağırlığındanazdır. II. İlaydaileSılayerdeğiştirirsetahterevallinindengesisoladoğrubozulur. III. İlaydabirbirimdesteğeyaklaşırsadesteğindengesisağadoğrubozulur. 1 noktasından serbest bırakılan L cismi 6 noktasına kadarçıkabilmektedir. Buna göre, 6 noktasından serbest bırakılan L cismi 2 noktasına kadar çıkabildiğine göre, (1 - 7) noktalar arası yolun hangi noktalar arası kesinlikle sürtünmelidir? A)(1-2) C)(5-6) ifadelerden hangileri doğrudur? (Tahterevalliçubuğununağırlığıihmalediliyor.) A)YalnızI C)IIveIII 5 3 İlaydaveSılayukarıdakigibitahterevalliyebindiklerindedengesağlanıyor. Buna göre; 6 2 1 birim B)IveII D)I,IIveIII B)(2-4) D)(4-7) 4. Palme Yayıncılık Maşa I III 2. II Kuvvet Şekilde gösterilen maşa düzeneğinde I, II, III numaraları ile gösterilen yerlerle ilgili aşağıda verilen ifadelerden hangisi yanlıştır? D1 D2 Kuvvet P yükü P yükü Kuvvet P yükü Yukarıdaki düzeneklerde P yükü belirli kuvvetlerle dengeleniyor. Buna göre, dinamometrelerin gösterdiği D1, D2, D3 değerleri arasındaki ilişki aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? (Makara ağırlıkları ve sürtünmelerönemsenmiyor.) A)D1=D2=D3 C)D3>D2>D1 176 A) Inolukısımyüktür. B) IIInolukısımdestektir. C) IInolukısım,kuvvetigösterir. D) IIileIIIarasıyükkoludur. D3 B)D1>D3>D2 D)D2>D3>D1 5. K:Sürat=20km/h Kütle=5kg L:Sürat=250km/h Kütle=10kg M:Sürat=70km/h Kütle=1,2kg N:Sürat=100km/h Kütle=2,5kg Yukarıda sürat ve kütleleri verilen K, L, M, N araçlarından hangisinin kinetik enerjisi en büyüktür? A)K B)L C)M D)N FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET KARMA TEST - 7 6. 8. Yüzeylerin yağlanması Tekerlek kullanılması Rüstem Seda Şekil 1 Yüzeylerin pürüzlü olması 30 cm 35 cm 40 cm X Banu Yukarıdaki öğrencilerden hangisinin verdiği örnek sürtünmeyi azaltıcı özelliktedir? X Y X Y A) YalnızRüstem B) RüstemveSeda C) SedaveBanu D) Rüstem,SedaveBanu Z Z Z Z Şekil 2 Şekil1degösterilenserbesthaldekiyayınucunaŞekil 2dekigibiayrıayrıX,Y,Zcisimleriasılmışveyaydaki uzamamiktarlarıgösterilmiştir. Palme Yayıncılık Buna göre hangi cisimlerin ağırlığı birbirine eşittir? 7. Volkan kutuyu iterek hareket ettiriyor. I Bengü bankta oturup biraz dinleniyor. II A)XveY C)XveZ 9. B)XveZ D)X,YveZ Düz ve sürtünmesiz yatay bir yolda duruştan harekete başlayan bir otomobil kısa bir süre yol alarak belirli bir sürate ulaşıyor. Yukarıda açıklaması yapılan örnekle ilgili aşağıda çizilen grafiklerden hangisi doğru olabilir? A) B) Potansiyel enerji 0 Kemal merdivenle 3. kata çıkıyor. III Deniz merdivenlerden iniyor. IV C) Kinetik enerji 0 Zaman Potansiyel enerji D) Zaman Kinetik enerji Yukarıdaki resimlerden hangilerinde bulunan kişiler fen anlamında iş yapmıştır? A)IveII C)II,IIIveIV FEN VE TEKNOLOJİ B)I,IIveIII D)I,IIIveIV 0 Zaman 0 Zaman 177 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE ÜNİTE SONU YAZILI SORULARI 3. İşveenerjiyitanımlayarakbirimleriniyazınız. 2. 4. Sürtünme kuvvetini örnekler vererek kısaca açıklayınız. Palme Yayıncılık 1. Ağırlıkvekütlenintanımınıyaparakaralarındakifarkları yazınız. 10 cm Şekil I Şekil II Şekil III Boşbiryayaasılan5kgkütlelicisimyayıŞekilII'deki gibi10cmuzatıyor.Aynıyaya10kgkütlelicisimasılırsayaykaçcmuzar?(g=10N/kg) 178 FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET 5. m 7. m F = 25 N YatayvesürtünmesizdüzlemüzerindekimkütlelicismeF=25Ndeğerindebirkuvvet,10metreboyunca uygulanıyor.Yapılanişihesaplayınız. 3m Yukarıdakişekildeağırlığı18NolanKtopuileağırlığı 12NolanLtopugösterilenyüksekliklerdetutuluyor.K veLtoplarınınçekimpotansiyelenerjilerinihesaplayınız. V = 6 m/s A m = 1 kg ...................................... V = 10 m/s B m = 2 kg ...................................... 8. Enerjininkorunumunukısacaaçıklayınız. V = 4 m/s C m = 0,8 kg GL=12 N 9m Palme Yayıncılık 6. GK=18 N L 10 m K ...................................... Yukarıda sürati ve kütleleri verilen cisimlerin kinetik enerjilerinihesaplayınız. FEN VE TEKNOLOJİ 179 KUVVET VE HAREKET 9. 2. ÜNİTE 11. L A m = 0,5 kg F h=20 m B P = 90 N SürtünmesizABCyolundam=0,5kgkütlelicisim h = 20 m yüksekliğinde A noktasından serbest bırakılıyor.BunagöreLcismininA,BveCnoktalarındaki potansiyelenerjilerinibulunuz.(g=10N/kg) 10. Palme Yayıncılık C 10 m 8m 90 NağırlığındakibircisimşekildekigibiFkuvvetiile yukarı çekilmektedir. Buna göre F kuvveti en az kaç N'dur?(Sürtünmelervemakaraağırlığıönemsizdir.) 12. P 40 N Ağırlığı40NolanPcismikaldıraçyardımıylaFkuvveti etkisindedengededir.BunagöreFkuvvetikaçnewtondur? (Kaldıraç çubuğunun ağırlığı ve sürtünmeler önemsizdir.) 180 Z X Y YukarıdaX,Y,Zdişliçarklarışekildekigibibirbirinedokunmaktadır. Z dişlisi şekilde gösterilen ok yönünde döndürülüyor.XveYnindönmeyönünüZnindönme yönüilekarşılaştırınız. FEN VE TEKNOLOJİ 2. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET 14. 13. 60 diş K 20 diş L M 10 diş a) DişliçarklardanenbüyüğüolanKdişliçarkı,2deviryaparsaMdişliçarkıkaçdeviryapar? b) DişliçarklardanenküçüğüolanMdişliçarkı2devir yaparsaKdişliçarkıkaçdeviryapar? Palme Yayıncılık FEN VE TEKNOLOJİ Yukarıdaverilenaraçlardanhangileriaşağıdaşekliverilenkaldıraçtipineörnektir? Yük Kuvvet 181 KUVVET VE HAREKET 2. ÜNİTE BİL - BUL Aşağıdakibulmacayısorularıcevaplayarakdoldurunuz. 8 9 2 7 3 5 4 1 6 10 SORULAR 7. Sabitbirnoktayaasılanvedönerekcisimlerinhareket etmelerinikolaylaştıranbasitmakina. Birbirinetemasedenikimaddeninhareketekarşıgösterdiğidirençtendoğankuvvet. 4. Cismi harekete geçiren ya da hareket halindeki cismi 8. durduranetki. 9. İşyapabilmeyeteneği. 5. Hareketlivesabitmakarasistemi. 6. İşveenerjibirimi. 1. Ağırlıkölçenalet. 2. 3. Cisimlerinhareketlerinedeniylesahipolduklarıenerji. 182 Birkuvvetbirimi. 10. Kütlebirimi. FEN VE TEKNOLOJİ