🎓 7. Sınıf
📚 7. Sınıf Fen Bilimleri
💡 7. Sınıf Fen Bilimleri: Kuvvet ve enerjiyi keşfedelim Çözümlü Örnekler
7. Sınıf Fen Bilimleri: Kuvvet ve enerjiyi keşfedelim Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Dünya üzerinde kütlesi \( 60 \) kg olan bir astronotun, yer çekimi kuvvetinin Dünya'nın yaklaşık \( 1/6 \)'sı kadar olduğu Ay yüzeyindeki kütlesi ve ağırlığı ne olur? (Dünya'da \( 1 \) kg kütleye etki eden çekim kuvvetini \( 10 \) N alınız.) 👨🚀🌕
Çözüm:
Kütle ve ağırlık kavramlarını adım adım inceleyelim:
- Kütle: Değişmeyen madde miktarıdır. Konuma göre değişmez. Bu yüzden astronotun kütlesi Ay'da da \( 60 \) kg kalır. ✅
- Dünya'daki Ağırlık: Ağırlık = Kütle \( \times \) Yer Çekimi İvmesi formülü ile hesaplanır.
Dünya ağırlığı = \( 60 \times 10 = 600 \) N olur. - Ay'daki Ağırlık: Ay'daki çekim kuvveti Dünya'nın \( 1/6 \)'sı olduğu için;
Ay ağırlığı = \( 600 \div 6 = 100 \) N olarak bulunur. ⚖️
Örnek 2:
Fen bilimleri dersinde "Fiziksel Anlamda İş" konusunu işleyen öğrenciler aşağıdaki durumları gözlemliyor:
1. Sırtındaki çantayla düz yolda sabit hızla yürüyen öğrenci. 🎒
2. Elindeki paketi merdivenlerden yukarı çıkaran kurye. 📦
3. Duvarı tüm gücüyle itmesine rağmen hareket ettiremeyen sporcu. 🏋️♂️
Hangi durumlarda fiziksel anlamda iş yapılmıştır?
1. Sırtındaki çantayla düz yolda sabit hızla yürüyen öğrenci. 🎒
2. Elindeki paketi merdivenlerden yukarı çıkaran kurye. 📦
3. Duvarı tüm gücüyle itmesine rağmen hareket ettiremeyen sporcu. 🏋️♂️
Hangi durumlarda fiziksel anlamda iş yapılmıştır?
Çözüm:
Fiziksel anlamda iş yapılabilmesi için kuvvet uygulanmalı ve cisim kuvvet doğrultusunda yol almalıdır.
- 1. Durum: Çantaya uygulanan kuvvet yukarı doğrudur, ancak hareket yataydır. Doğrultular farklı olduğu için iş yapılmaz. ❌
- 2. Durum: Paket yukarı doğru taşınmaktadır ve uygulanan kuvvet de yukarı doğrudur. Kuvvet ve yol aynı doğrultuda olduğu için iş yapılır. ✅
- 3. Durum: Kuvvet uygulanmış ancak duvar hareket etmemiştir (yol \( 0 \)'dır). Bu yüzden iş yapılmaz. ❌
Örnek 3:
Bir cismin kinetik enerjisi nelere bağlıdır? Aşağıdaki araçların kinetik enerjilerini büyükten küçüğe sıralayınız:
- K aracı: \( 1000 \) kg kütle, \( 50 \) km/h sürat 🚗
- L aracı: \( 2000 \) kg kütle, \( 50 \) km/h sürat 🚛
- M aracı: \( 1000 \) kg kütle, \( 80 \) km/h sürat 🏎️
- K aracı: \( 1000 \) kg kütle, \( 50 \) km/h sürat 🚗
- L aracı: \( 2000 \) kg kütle, \( 50 \) km/h sürat 🚛
- M aracı: \( 1000 \) kg kütle, \( 80 \) km/h sürat 🏎️
Çözüm:
Kinetik enerji; cismin kütlesine ve süratine bağlıdır.
- Kütle Etkisi: Süratleri aynı olan K ve L araçlarından, kütlesi büyük olan L aracının kinetik enerjisi daha büyüktür. (L > K)
- Sürat Etkisi: Kütleleri aynı olan K ve M araçlarından, sürati daha fazla olan M aracının kinetik enerjisi daha büyüktür. (M > K)
- Genel Karşılaştırma: M aracı yüksek süratiyle, L aracı ise yüksek kütlesiyle K'den daha fazla enerjiye sahiptir. Sürat artışı kinetik enerjiyi kütle artışından daha fazla etkilediği için sıralama genellikle M > L > K şeklinde olur. 🏁
Örnek 4:
Bir inşaat sahasında özdeş iki tuğladan biri \( 2 \) metre yüksekliğe, diğeri \( 5 \) metre yüksekliğe çıkarılıyor. Bu tuğlaların sahip oldukları çekim potansiyel enerjilerini karşılaştırarak nedenini açıklayınız. 🏗️🧱
Çözüm:
Çekim potansiyel enerjisi iki temel değişkene bağlıdır:
- 1. Ağırlık (veya Kütle): Tuğlalar özdeş olduğu için ağırlıkları eşittir.
- 2. Yükseklik: Yerden yükseklik arttıkça çekim potansiyel enerjisi artar.
\( 5 \) metre yükseklikteki tuğla, \( 2 \) metre yükseklikteki tuğlaya göre daha yüksekte bulunduğu için daha fazla çekim potansiyel enerjisine sahiptir. 📈
Örnek 5:
Sürtünmesiz bir ortamda, yerden belirli bir yükseklikten serbest bırakılan bir topun yere düşene kadar geçen süredeki enerji dönüşümü nasıl gerçekleşir? Topun toplam enerjisi bu süreçte nasıl değişir? ⚽️📉
Çözüm:
Top serbest bırakıldığında gerçekleşen olaylar şöyledir:
- Başlangıçta: Topun sadece çekim potansiyel enerjisi vardır, kinetik enerjisi sıfırdır. 💡
- Düşüş Sırasında: Top aşağı indikçe yüksekliği azaldığı için potansiyel enerjisi azalır. Ancak hızı arttığı için bu enerji kinetik enerjiye dönüşür. 🔄
- Yere Çarpma Anında: Potansiyel enerji minimum (sıfır kabul edilir), kinetik enerji ise maksimum seviyededir.
- Toplam Enerji: Sürtünme ihmal edildiği için, potansiyel ve kinetik enerjinin toplamı olan mekanik enerji yol boyunca sabit kalır. ✅
Örnek 6:
Kışın ellerimiz üşüdüğünde ellerimizi birbirine hızlıca sürteriz. Bu olayda gerçekleşen enerji dönüşümünü ve sürtünme kuvvetinin etkisini açıklayınız. ❄️👐
Çözüm:
Bu günlük hayat örneğinde şu fiziksel süreçler yaşanır:
- Hareket: Ellerimizi hareket ettirdiğimizde ellerimiz bir kinetik enerjiye sahip olur. 🏃♂️
- Sürtünme: İki el yüzeyi arasındaki sürtünme kuvveti, bu hareket enerjisinin bir kısmına karşı koyar.
- Isı Dönüşümü: Sürtünme kuvveti nedeniyle kinetik enerjinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşür. Bu da ellerimizin ısınmasını sağlar. 🔥
- Sonuç: Sürtünme kuvveti her zaman hareket enerjisini azaltarak ısı enerjisine dönüştürür.
Örnek 7:
Bir işçi, yerdeki \( 50 \) N ağırlığındaki bir kutuyu sabit süratle \( 3 \) metre yukarıya kaldırıyor. İşçinin yaptığı fiziksel iş kaç Joule (J) olur? 📦💪
Çözüm:
Fiziksel işi hesaplamak için şu formülü kullanırız:
\[ İş = Kuvvet \times Yol \]
Verilenler:
\[ İş = Kuvvet \times Yol \]
Verilenler:
- Uygulanan Kuvvet (Ağırlığa eşit): \( F = 50 \) N
- Alınan Yol: \( x = 3 \) m
\[ İş = 50 \times 3 \] \[ İş = 150 \text{ Joule} \]
Sonuç: İşçi yer çekimine karşı \( 150 \) J iş yapmıştır. 🎯
Örnek 8:
Okçuluk sporuyla ilgilenen bir sporcu, yayı gerdiğinde okta hangi tür enerji depolanır? Oku serbest bıraktığında bu enerji hangi enerjiye dönüşür? 🏹🎯
Çözüm:
Ok ve yay sistemindeki enerji değişimleri şu şekildedir:
- Yay Gerildiğinde: Esnek cisimlerin şekli değiştirildiğinde (sıkıştırma veya germe) cisimde Esneklik Potansiyel Enerjisi depolanır. 🏹
- Ok Serbest Bırakıldığında: Yaydaki bu depolanmış enerji, oka aktarılır ve okun hızlanmasını sağlar. Yani esneklik potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür. 🚀
- Önemli Not: Yayı ne kadar çok gerersek, depolanan esneklik potansiyel enerjisi o kadar fazla olur.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/7-sinif-fen-bilimleri-kuvvet-ve-enerjiyi-kesfedelim/sorular