3. ÜNİTE: KUVVET VE ENERJİ

7. Sınıf Fen Bilimleri Dersi Ünitelerin Konu Özetleri
Cevapla
Kullanıcı avatarı
admin
Mesaj Panosu Yöneticisi
Mesajlar: 385
Kayıt: 15 May 2019, 11:08
Konum: Kocaeli
İletişim:

3. ÜNİTE: KUVVET VE ENERJİ

Mesaj gönderen admin »

Bu Ünitede 3 Bölüm Vardır
1. Bölüm: Kütle ve Ağırlık İlişkisi
2. Bölüm: Kuvvet, İş ve Enerji İlişkisi
3. Bölüm: Enerji Dönüşümleri


Bu ünitede; kütle ve ağırlık kavramlarını, yer çekiminden hareketle gök cisimleri arasındaki kütle çekimini, fiziksel anlamda işi, kuvvet-iş ve enerji arasındaki ilişkiyi, enerji çeşitlerini, sürtünme kuvvetinin enerji üzerindeki etkisini öğreneceğiz. Ayrıca hava ve su direncinin etkilerine yönelik tasarım yapacağız.

1. BÖLÜM: KÜTLE VE AĞIRLIK İLİŞKİSİ

Anahtar Kavramlar
• Kütle
• Ağırlık
• Yer çekimi
• Kütle çekimi


Dünya, üzerinde bulunan her varlığı merkezine doğru çeker. Elimizle yukarı doğru attığımız bir silgi, eninde sonunda, aşağıya doğru yönelerek yere düşer. Zıpladığımızda ya da bir yerden atladığımızda yere düşeriz. Bütün bunlar, yerkürenin bizi kendine doğru çekmesinden ileri gelir. Dünya’nın, bize ve tüm varlıklara uyguladığı bu kuvvete yer çekimi kuvveti denir.

Yer çekiminin yönü yerin merkezine doğrudur. Dünya tüm cisimleri merkezine doğru çekmek ister. Bu sebeple ayaklarımız üzerinde yürüyebilir, bir bardağa su doldurabilir ve bir kaşık yardımıyla çorba içebiliriz.

Yerkürenin çekimi tek yönlü değildir. Karşılıklı kütleler arasında bir çekim kuvveti vardır. Bu kuvvete kütle çekim kuvveti denir. Yerkürenin yanı sıra, üzerindeki cisimler de yerküreye bir çekim kuvveti uygular. Ancak yerkürenin kütlesine oranla cisimlerin kütlesi çok küçük olduğundan, yerkürenin çekim etkisi daha etkili hissedilir. Dünya ile Ay arasındaki çekim kuvveti, birbirlerine göre olan konumlarını ve hareketlerini etkiler. Evrendeki tüm kütleler arasında bir çekim kuvveti vardır.

Dünya’nın bizlere ve varlıklara uyguladığı kütle çekiminin adı yer çekimi kuvvetidir. Dünya üzerindeki cisimlere etki eden yer çekimi kuvvetine ağırlık da denir. Ağırlık da bir kuvvet olduğu için dinamometre ile ölçülür.

Bir kütleyi dinamometreye astığımızda yayda uzamaya sebep olan kuvvet, yer çekimi kuvvetidir. Ağırlık, cisimlerin kütlelerine etki eden yer çekimi kuvveti olduğu için cisimleri yerin merkezine doğru çekerek dinamometredeki yayın uzamasına sebep olur. Ağırlığı dinamometre ile ölçeriz ve ağırlık birimi olarak da Newton (Nivtın) kullanırız. Yer çekimi kuvveti cismin kütlesine bağlı olarak değişir.

Cismin kütlesi arttıkça ona etki eden yer çekimi kuvveti, yani ağırlığı da artar. Dünya’mız her 1 kg kütleye 9.81 N çekim kuvveti uygular. Yani Dünya’da 1 kg kütleli bir cismin ağırlığı yaklaşık 10 N’dır.

Günlük hayatta birbiriyle sürekli karıştırılan kütle ve ağırlık kavramları, aslında birbirinden farklı iki kavramdır. Kütle, bir cismin sahip olduğu madde miktarıdır ve eşit kollu terazi ile ölçülür. Kütle birimleri: Gram, kilogram ve tondur.
Bir maddenin kütlesi, bulunduğu yere göre değişmezken ağırlığı, Dünya’nın farklı yerlerinde farklı hissedilir. Yeryüzünden uzaklaşıldıkça yer çekimi kuvvetinin etkisi azaldığı için ağırlık azalır.

Deniz seviyesinden bir dağın zirvesine doğru çıkıldıkça ağırlık azalır.
Dünya, kutuplardan basık olduğu için bir cismin kutuplardaki ile ekvatordaki ağırlıkları farklı olur. Dünya kutuplar doğrultusunda 6356 km, ekvatorunda ise 6378 km yarıçapa sahip olduğundan bir cismin kutuplardaki ağırlığı, ekvatordaki ağırlığından daha fazladır.

Kütle ve ağırlık kavramları, birbirinden farklı kavramlar olmasına karşın çoğu zaman birbiriyle karıştırılır. Şimdi, kütle ve ağırlık kavramları arasındaki farkları beraber karşılaştıralım.
Resim

Dünya’nın dışında diğer gezegenlerde de ağırlık farklı ölçülür. Örneğin, kütlece daha büyük olan Jüpiter’de çekim kuvveti yaklaşık 2,5 kat daha fazla ölçülür. Bu sebeple burada cisimlerin ağırlıkları daha fazladır.
Dünya’nın merkezinden uzaya doğru çıkıldıkça, bir cisme etki eden ağırlık gitgide azalır. Hatta uzayda yer çekimi kuvveti olmadığından dolayı uzayın her noktasında ağırlık sıfır olur.
Dünya’nın uydusu olan Ay’da çekim kuvveti, Dünya’dakinin yaklaşık 1/6 ’sı kadardır. Bu sebeple ağır bir cismi kaldırmak Ay’da daha kolay olur.


2. BÖLÜM: KUVVET, İŞ VE ENERJİ İLİŞKİSİ

Anahtar Kavramlar
• Fiziksel iş
• Kinetik enerji
• Çekim potansiyel enerjisi
• Esneklik potansiyel enerjisi


İŞ
Günlük hayatta pek çok işle karşılaşırız. Ancak bu işlerin bazıları fiziksel anlamda iş sayılır. Fiziksel anlamda iş yapılabilmesi için bir cisme kuvvet uygulanmalı ve cisim kuvvet doğrultusunda yol almalıdır. Bu durumda, uygulanan kuvvetin fiziksel anlamda iş yaptığı söylenir.

Fiziksel anlamda yapılan işin değeri, uygulanan kuvvetin şiddetine ve cismin aldığı yolun büyüklüğüne bağlıdır. Uygulanan kuvvetin şiddeti ve cismin aldığı yol arttığında fiziksel anlamda yapılan işin değeri de artar. Yani işin değeri, uygulanan kuvvetin şiddeti ve cismin aldığı yol ile doğru orantılıdır.
Uluslararası birim sistemine (SI) göre, işin birimi Joule’dür (Jul). Joule, J harfi ile gösterilir. İş biriminin J olabilmesi için uygulanan kuvvetin birimi N, alınan yolun birimi m olmalıdır.

Yatay doğrultuda kuvvet uygulayarak bir cismi, yatay doğrultuda yol aldırdığımızda da fiziksel anlamda iş yapmış oluruz.
Bir cismi kuvvet doğrultusunda hareket ettirdiğimizde, 1 N’lik kuvvetin yaptığı iş 1 J’dir. Aynı şekilde bir cismi kuvvet doğrultusunda 2 m hareket ettirdiğimizde, 1 N’lik kuvvetin yaptığı iş 2 J’dir.

Günlük hayatta yapılan pek çok işte kuvvet, fiziksel anlamda iş yapmış olmaz. Uygulanan kuvvetin doğrultusu, alınan yolun doğrultusuna dik olduğunda kuvvet, fiziksel anlamda iş yapmaz.
Aşağıdaki örnekleri inceleyelim.
Resim


Enerji
Örneklerde de gördüğünüz gibi, iş yaparken enerji harcamamız gerekir. Enerji iş yapabilme yeteneğidir. Bir işi yapabilmek için enerjiye ihtiyacımız vardır.
İş yaparken enerji harcarız ancak yaptığımız iş sonucunda cisimlere enerji kazandırırız.
Şimdi bu enerji türlerini inceleyelim.

Kinetik Enerji
Cisimlerin süratlerinden dolayı sahip olduğu enerjidir. Bu sebeple kinetik enerjiye hareket enerjisi de diyebiliriz. Koştuğumuzda, yürüdüğümüzde, hareket hâlinde olduğumuzda bizim de bir kinetik enerjimiz olur. Yuvarlanan bir topun, hareket eden bir aracın, uçan bir kuşun kinetik enerjisi vardır.
Bir cismin sahip olduğu kinetik enerji, o cismin kütlesine ve süratine bağlıdır. Cismin kütlesi ve sürati arttıkça sahip olduğu kinetik enerji de artar.

Potansiyel Enerji
Hareket hâlinde olmasa da cisimlerin bazı konumlarından ve esnekliklerinden dolayı sahip olduğu enerjiye potansiyel enerji denir. Potansiyel enerji çekim potansiyel enerjisi ve esneklik potansiyel enerjisi olmak üzere iki kısımda incelenir. Belirli bir yükseklikte olan cisimlerin çekim potansiyel enerjisi varken esnek maddelerin esnekliğinden dolayı sahip olduğu esneklik potansiyel enerjisi vardır.
Resim

Bir cismi belirli bir yüksekliğe çıkardığımızda, yer çekimi kuvvetini yenerek iş yapmış oluruz. Bu durumda cisim, çekim potansiyel enerjisi kazanır.
Çekim potansiyel enerjisi cismin ağırlığına ve bulunduğu yüksekliğe bağlıdır. Cisimlerin ağırlığı ve bulunduğu yükseklik arttıkça çekim potansiyel enerjileri de artar.

Esneklik Potansiyel Enerjisi
Esnek cisimlerin de bir potansiyel enerjisi vardır. Esnek cisimlerin gerilmesi ya da sıkıştırılması sonucu sahip olduğu enerjiye esneklik potansiyel enerjisi denir.

Bir yayı sıkıştırdığımızda elimize bir kuvvet uyguladığını hissederiz. Aynı şekilde yayı serbest bıraktığımızda da elimizi iten bir kuvvet hissederiz. Bu durum, sıkıştırılmış bir yayın esneklik potansiyel enerjisine sahip olduğunu gösterir. Yayı gerdiğimizde de aynı durumu gözlemleriz.
Bir yayı daha çok sıkıştırdığımızda yayın sahip olduğu esneklik potansiyel enerjisi artar. Bunun yanında yayın cinsi, kalınlığı, boyu, gerilme miktarı esneklik çekim potansiyel enerjisini etkiler.

3. BÖLÜM: ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ

Anahtar Kavramlar
• Enerjinin korunumu
• Sürtünme ile kinetik enerji kaybı
• Hava ve su direnci


Resim

Bir cismin sahip olduğu potansiyel enerji ya da kinetik enerji birbirine dönüşebilir. Enerji, yok olmadan bir türden başka bir enerji türüne dönüşerek korunur. Cismin sahip olduğu enerji türünün değişmesine enerji dönüşümü denir. Enerji türünün adı değişse de cismin sahip olduğu toplam enerji korunur. Buna enerjinin korunumu denir.

Bir topa vurduğumuzda, belirli bir süre sonra topun durma sebebinin sürtünme kuvveti olduğunu öğrenmiştik. Sürtünme kuvveti, hareketli cisimlerin süratini azaltarak cisimlerin yavaşlamasına ya da durmasına sebep olur. Topa vurduğumuzda top, süratle hareket eder ancak sürtünme kuvvetinin etkisiyle topun sürati azalır ve kinetik enerjisi azalmaya başlar.

Sürat teknelerinde hareketi sağlamak amacıyla güçlü motorlar kullanılır. Motor kapatıldığında tekne bir süre sonra durur. Bunun sebebi, suyun tekneye uyguladığı sürtünme kuvveti olan su direncidir. Su direncini azaltmak için teknelerin uç kısımları sivri yapılır. Aynı durum denizaltı, gemi ve kayıklarda da görülür.

Bir paraşüt, yere hızla çarpmamak için paraşüte çarpan havanın sürtünmesinden yararlanır. Hava sürtünmesi olan hava direnci, paraşütçünün süratinin artmasına engel olur. Böylece, paraşütçünün kinetik enerjisi artmaz ve paraşütçü sert bir iniş yapmamış olur.

Uçak ya da arabalar da hava direncine maruz kalır. Hava direnci etkisiyle bu taşıtların kinetik enerjileri azalır. Bu etkiyi azaltmak amacıyla araçlarda sivri yüzeyler kullanılmıştır.

Sürtünme kuvveti, hareketli cisimlerin kinetik enerjilerini azaltır. Örneğin bir eğik düzlem arabasını, aynı yükseklikte ancak farklı yüzeylerin bulunduğu yokuşlardan serbest bıraktığımızı düşünelim. Sürtünmenin çok olduğu yüzeyde araba daha az hızlanır ve arabanın kinetik enerjisi daha az artar.

Sürtünme kuvveti ile hareketli cisimlerin kinetik enerjileri azalır ancak enerji yok olmaz. Sürtünme ile yüzeyler arasında genellikle ısı enerjisi açığa çıkar. Bu durumda, cismin kinetik enerjisi ısı enerjisine dönüşür. Otomobillerde uzun süre yolculuk yapıldığında tekerleklerin ısınmasının sebebi bundandır.

3. ünite tekrarı

Resim
Resim


3. ÜNİTE değerlendirme

A. Aşağıdaki cümlelerde verilen bilgiler doğru ise “ D ”, yanlış ise “ Y ” harfini parantez içerisine yazınız.
(....) 1. Kütle ve ağırlık farklı kavramlardır.
(....) 2. Ağırlık, cismin bulunduğu konuma göre değişir.
(....) 3. Ağırlık eşit kollu terazi ile ölçülürken, kütle dinamometre ile ölçülür.
(....) 4. Fiziksel anlamda işin olabilmesi için bir cisme kuvvetin uygulanması yeterlidir.
(....) 5. İşin birimi J’dür.
(....) 6. Sürtünme kuvveti cismin sahip olduğu enerji türünü değiştirmez.
(....) 7. Cisimlerin süratlerinden dolayı sahip olduğu enerjiye, çekim potansiyel enerjisi denir.
(....) 8. Kinetik ve potansiyel enerji birbirine dönüşebilir.

B. Aşağıdaki cümleleri, bu cümlelere karşılık gelen terimlerle eşleştiriniz.
a. Ağırlık ------------- (....) 1. Madde miktarıdır.
b. Dinamometre ---- (....) 2. Süratten dolayı sahip olunan enerjidir.
c. Kütle -------------- (....) 3. Kütlenin ölçülmesi için kullanılan araçtır.
d. Eşit kollu terazi - (....) 4. Ağırlığın ölçülmesi için kullanılan araçtır.
e. Termometre ----- (....) 5. Kütleye etki eden yer çekimi kuvvetidir.
f. Kinetik enerji

C. Aşağıdaki cümlelerde verilen noktalı yerleri, kutucuklardaki sözcüklerden uygun olanı ile tamamlayınız (Kelimeler uygun ekler alabilir.).

ağırlık, azalır, 20, kütle, 12, artar, sürat, yükseklik

1. Dünya’nın bizlere ve diğer varlıklara uyguladığı yer çekimi kuvvetine ............................. denir.
2. Dünya’daki kütlesi 12 kg olan bir cismin, Ay’daki ağırlığı ............................. N’dir.
3. Çekim potansiyel enerjisi, cismin ............................. ve ağırlığına bağlıdır.
4. Kinetik enerji, cismin kütlesine ve ............................. bağlıdır.
5. Deniz seviyesinden bir dağın tepesine çıkıldıkça ağırlık ............................., kutuplardan Dünya’nın merkezine yaklaşıldıkça ağırlık ..............................

D. Aşağıda verilen çoktan seçmeli soruları cevaplayınız.

1. Aşağıdaki özelliklerden hangisi ağırlığa ait değildir?
A) Dinamometre ile ölçülür.
B) Birimi N’dır.
C) Bulunduğu konuma göre değişmez.
D) Kütleye etki eden yer çekimi kuvvetidir.

2. Aşağıdaki örneklerden hangisinde kinetik enerjinin potansiyel enerjiye dönüşümü söz konusudur?
A) Yukarı doğru fırlatılan top
B) Balkondan düşen saksı
C) Ağaçtan düşen elma
D) Belirli yükseklikte uçan uçak

3. Kuvvet birimi olarak N, alınan yol birimi olarak m alındığında, iş birimi aşağıdakilerden hangisi olur?
A) kg
B) Pascal
C) Joule
D) m2

4. Bir cismin kinetik enerjisi;
I. Kütlesi
II. Yüksekliği
III. Sürati
niceliklerinden hangilerine bağlıdır?

A) I ve II
B) I ve III
C) II ve III
D) I, II ve III

5.
• Haltercinin, halteri havada tutması
• Bir çocuğun, ağır bir kutuyu kaldırmaya çalışması ancak başarılı olamaması
• Dolabın itilerek yer değiştirmesi
• Öğrencinin, yerden kalemi alıp masanın üzerine koyması

Yukarıda verilen durumlardan kaç tanesinde fiziksel anlamda iş yapılmış olur?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4

6.
I. Havaya atılan top
II. Fren yapan kamyon
III. Yokuş aşağı giden misket

Yukarıdaki durumlardan hangisinde ya da hangilerinde cismin kinetik enerjisi artar?

A) Yalnız I
B) Yalnız III
C) I ve II
D) II ve III

KONU KAZANIM KAVRAMA TESTLERİ İNDİR. https://www.kavramaca.com/forum/viewtop ... =146&t=123


Cevapla

“7. Sınıf Fen Bilimleri Konu Özetleri” sayfasına dön