🎓 9. Sınıf
📚 9. Sınıf Fizik
💡 9. Sınıf Fizik: Hareket ve Newton’un Hareket Yasaları Çözümlü Örnekler
9. Sınıf Fizik: Hareket ve Newton’un Hareket Yasaları Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Bir karınca, K noktasından başlayarak L noktasına 5 metre düz gidiyor, sonra L noktasından M noktasına 3 metre geri dönüyor. Bu karıncanın toplam aldığı yolu ve yer değiştirmesinin büyüklüğünü bulunuz.
Çözüm:
- 📌 Karınca K noktasından L noktasına \( 5 \text{ m} \) gitmiştir.
- 📌 L noktasından M noktasına \( 3 \text{ m} \) geri dönmüştür.
- Alınan Yol: Bir cismin hareket ederken geçtiği yörüngenin toplam uzunluğudur. Yön önemli değildir.
- 👉 Toplam alınan yol = K-L arası mesafe + L-M arası mesafe
- Toplam alınan yol = \( 5 \text{ m} + 3 \text{ m} = 8 \text{ m} \)
- Yer Değiştirme: Cismin son konumu ile ilk konumu arasındaki en kısa mesafedir ve yönlü bir büyüklüktür.
- 👉 Karınca K noktasından başlamış, M noktasında bitirmiştir. K ile M arasındaki mesafe yer değiştirmedir.
- Yer değiştirme = K-L arası mesafe - L-M arası mesafe (çünkü geri dönüyor)
- Yer değiştirme = \( 5 \text{ m} - 3 \text{ m} = 2 \text{ m} \)
- ✅ Karıncanın toplam aldığı yol \( 8 \text{ m} \), yer değiştirmesinin büyüklüğü ise \( 2 \text{ m} \)dir.
Örnek 2:
Bir araç, düz bir yolda 120 metrelik mesafeyi 10 saniyede kat ediyor. Aracın bu hareketindeki süratini ve hızının büyüklüğünü hesaplayınız.
Çözüm:
- 📌 Araç düz bir yolda hareket ettiği için alınan yol ile yer değiştirmenin büyüklüğü birbirine eşittir.
- Alınan yol = \( 120 \text{ m} \)
- Yer değiştirme = \( 120 \text{ m} \)
- Geçen süre = \( 10 \text{ s} \)
- Sürat: Birim zamanda alınan yoldur. Skaler bir büyüklüktür. Formülü:
Sürat = \(\frac{\text{Alınan Yol}}{\text{Geçen Süre}}\) - Sürat = \(\frac{120 \text{ m}}{10 \text{ s}} = 12 \text{ m/s}\)
- Hız: Birim zamandaki yer değiştirmedir. Vektörel bir büyüklüktür. Formülü:
Hız = \(\frac{\text{Yer Değiştirme}}{\text{Geçen Süre}}\) - Hız = \(\frac{120 \text{ m}}{10 \text{ s}} = 12 \text{ m/s}\)
- ✅ Aracın sürati \( 12 \text{ m/s} \), hızının büyüklüğü ise \( 12 \text{ m/s} \)dir.
Örnek 3:
Sabit \( 72 \text{ km/sa} \) hızla hareket eden bir otomobil, 5 saniye içinde kaç metre yol alır?
Çözüm:
- 📌 Öncelikle hız birimini metre/saniye (m/s) cinsine çevirmemiz gerekir, çünkü zaman saniye, istenen yol ise metredir.
- Hız = \( 72 \text{ km/sa} \)
- 👉 \( 1 \text{ km} = 1000 \text{ m} \) ve \( 1 \text{ saat} = 3600 \text{ s} \)
- Hız = \( \frac{72 \text{ km}}{1 \text{ sa}} = \frac{72 \times 1000 \text{ m}}{3600 \text{ s}} \)
- Hız = \( \frac{72000}{3600} \text{ m/s} = 20 \text{ m/s} \)
- Geçen süre (\( t \)) = \( 5 \text{ s} \)
- Düzgün doğrusal harekette alınan yol (x) formülü:
\( x = v \times t \) - Alınan yol = \( 20 \text{ m/s} \times 5 \text{ s} = 100 \text{ m} \)
- ✅ Otomobil 5 saniye içinde \( 100 \text{ metre} \) yol alır.
Örnek 4:
Duran bir otomobil, harekete başladıktan 8 saniye sonra hızını \( 24 \text{ m/s} \)ye çıkarıyor. Otomobilin bu süreçteki ivmesinin büyüklüğünü hesaplayınız.
Çözüm:
- 📌 İvme, birim zamandaki hız değişimidir. Yönlü bir büyüklüktür.
- İlk hız (\( v_0 \)) = \( 0 \text{ m/s} \) (Duran bir otomobil olduğu için)
- Son hız (\( v \)) = \( 24 \text{ m/s} \)
- Geçen süre (\( t \)) = \( 8 \text{ s} \)
- İvme (a) formülü:
\( a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = \frac{v - v_0}{t} \) - İvme = \( \frac{24 \text{ m/s} - 0 \text{ m/s}}{8 \text{ s}} \)
- İvme = \( \frac{24 \text{ m/s}}{8 \text{ s}} = 3 \text{ m/s}^2 \)
- ✅ Otomobilin ivmesinin büyüklüğü \( 3 \text{ m/s}^2 \)dir.
Örnek 5:
Bir masanın üzerinde duran bir kitap, masaya etki eden sürtünme kuvvetleri ihmal edildiğinde, üzerine etki eden net kuvvet sıfır ise nasıl bir hareket yapar? Açıklayınız.
Çözüm:
- 💡 Newton'un Birinci Hareket Yasası (Eylemsizlik Yasası): Bir cisme etki eden net kuvvet sıfır ise, cisim duruyorsa durmaya devam eder, hareket ediyorsa sabit hızla hareketine devam eder.
- 📌 Soruda kitabın masanın üzerinde durduğu belirtilmiştir.
- 📌 Kitaba etki eden net kuvvetin sıfır olduğu söyleniyor.
- 👉 Eylemsizlik Yasası'na göre, net kuvvet sıfır olduğunda cisim ilk durumunu korur.
- ✅ Kitap durduğu için, üzerine etki eden net kuvvet sıfır olduğunda durmaya devam eder. Eğer başlangıçta sabit hızla hareket ediyor olsaydı, o zaman sabit hızla hareketine devam ederdi.
Örnek 6:
Kütlesi \( 5 \text{ kg} \) olan bir cisme, yatay sürtünmesiz bir düzlemde \( 20 \text{ N} \) büyüklüğünde bir kuvvet etki ediyor. Bu cismin kazanacağı ivmenin büyüklüğünü bulunuz.
Çözüm:
- 💡 Newton'un İkinci Hareket Yasası (Temel Yasa): Bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir.
Formülü: \( F_{net} = m \times a \) - Cismin kütlesi (\( m \)) = \( 5 \text{ kg} \)
- Cisme etki eden kuvvet (\( F_{net} \)) = \( 20 \text{ N} \) (Sürtünmesiz düzlem olduğu için uygulanan kuvvet net kuvvettir.)
- İvme (\( a \)) = ?
- Formülü kullanarak ivmeyi bulalım:
\( 20 \text{ N} = 5 \text{ kg} \times a \) - İvme = \( \frac{20 \text{ N}}{5 \text{ kg}} \)
- İvme = \( 4 \text{ m/s}^2 \) (Unutmayalım ki \( 1 \text{ N} = 1 \text{ kg} \cdot \text{m/s}^2 \))
- ✅ Cismin kazanacağı ivmenin büyüklüğü \( 4 \text{ m/s}^2 \)dir.
Örnek 7:
Bir duvara yumruk attığımızda elimizin acıması veya bir roketin uzayda ilerlemesi olaylarını Newton'un Üçüncü Hareket Yasası ile nasıl açıklarsınız? 🤔
Çözüm:
- 💡 Newton'un Üçüncü Hareket Yasası (Etki-Tepki Yasası): Her etkiye karşı eşit büyüklükte ve zıt yönde bir tepki vardır. Bu kuvvetler farklı cisimler üzerinde etki eder.
- 1. Duvara Yumruk Atma Örneği:
- 👉 Etki: Elimiz, duvara belirli bir kuvvetle (\( F_{etki} \)) etki eder.
- 👉 Tepki: Duvar da aynı büyüklükte, ancak elimize zıt yönde bir kuvvetle (\( F_{tepki} \)) tepki verir.
- ✅ Elimizin acımasının nedeni, duvarın elimize uyguladığı bu tepki kuvvetidir. Bu kuvvetler eşit büyüklükte olmasına rağmen, farklı cisimlere (el ve duvar) etki ettikleri için farklı sonuçlar doğururlar.
- 2. Roketin Uzayda İlerlemesi Örneği:
- 👉 Etki: Roket motorları, yüksek hızda yanan gazları arkaya doğru iter (egzoz gazlarına etki).
- 👉 Tepki: Egzoz gazları da rokete aynı büyüklükte, ancak ileri yönde bir tepki kuvveti uygular.
- ✅ Bu tepki kuvveti sayesinde roket ileri doğru itilir ve uzayda hareket eder. Bu durum, uzay boşluğunda itme için bir maddeye ihtiyaç duyulduğunu ve Newton'un üçüncü yasasının nasıl çalıştığını gösterir.
Örnek 8:
Kütlesi \( 2 \text{ kg} \) olan tahta bir kutu, yatay zeminde durmaktadır. Kutuya yatay doğrultuda \( 10 \text{ N} \) büyüklüğünde bir kuvvet uygulanıyor. Zemin ile kutu arasındaki sürtünme kuvvetinin büyüklüğü \( 4 \text{ N} \) olduğuna göre, kutunun kazanacağı ivme kaç \( \text{m/s}^2 \) olur? 🧐
Çözüm:
- 💡 Yeni Nesil Sorular: Bilgiyi doğrudan sormak yerine, bir senaryo içinde uygulamanızı gerektiren sorulardır. Burada sürtünme kuvveti kavramını net kuvvet hesabına dahil etmeliyiz.
- 📌 Verilenler:
- Kütle (\( m \)) = \( 2 \text{ kg} \)
- Uygulanan Kuvvet (\( F_{uygulanan} \)) = \( 10 \text{ N} \)
- Sürtünme Kuvveti (\( F_s \)) = \( 4 \text{ N} \)
- 1. Net Kuvveti Hesaplama:
- 👉 Uygulanan kuvvet hareket yönünde iken, sürtünme kuvveti her zaman harekete (veya hareket etme eğilimine) zıt yöndedir.
- Bu nedenle, cisme etki eden net kuvvet, uygulanan kuvvetten sürtünme kuvvetinin çıkarılmasıyla bulunur.
- \( F_{net} = F_{uygulanan} - F_s \)
- \( F_{net} = 10 \text{ N} - 4 \text{ N} = 6 \text{ N} \)
- 2. İvmeyi Hesaplama (Newton'un 2. Yasası):
- Newton'un İkinci Yasası'na göre: \( F_{net} = m \times a \)
- \( 6 \text{ N} = 2 \text{ kg} \times a \)
- İvme (\( a \)) = \( \frac{6 \text{ N}}{2 \text{ kg}} \)
- İvme (\( a \)) = \( 3 \text{ m/s}^2 \)
- ✅ Kutu, yatay zeminde \( 3 \text{ m/s}^2 \) büyüklüğünde bir ivme ile hareket edecektir.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/9-sinif-fizik-hareket-yasalar/sorular