Kategori: Fen ve Teknoloji

Yay ne kadar gerdirilirse ok o kadar uzağa gider. Sebebi nedir?

 

Enerji en kısa tanımı ile iş yapabilme yeteneğidir. Hayatın farklı alanlarında çeşitli enerjilere ihtiyaç duyulmaktadır. Vücudumuzda meydana gelen yaşamsal faaliyetlerden başlayarak arabaların çalışması, kaloriferlerin yanması, suyun ısınması için enerji gerekmektedir. Hayatta kullanılan enerjinin çok çeşitli türleri bulunmaktadır. Bu türler;

 

• Nükleer enerji
• Kimyasal enerji
• Ses enerjisi
• Güneş enerjisi
• Işık enerjisi
• Kinetik enerji
• Potansiyel enerji

 

Enerjinin korunumu kanunu gereği, enerji yoktan var edilemez, var olan enerji de yok edilemez. Var olan bir enerji yok olmayıp başka bir enerji türüne değişmektedir. Varlıkların hareketleri nedeniyle sahip oldukları enerji kinetik enerjidir. Varlıkların konumları nedeniyle sahip oldukları enerji ise potansiyel enerjidir.

 

Cisimlerin sahip oldukları potansiyel ve kinetik enerjiye şöyle bir örnek verilebilir: Esnek olan cisimler, sıkıştırıldıkları veya gerildikleri zaman potansiyel enerjiye sahip olurlar. Bırakıldığında ve uzağa doğru zıplatıldığında ise ortaya kinetik enerji çıkmaktadır. Potansiyel enerji ve kinetik enerjiden birinin diğerine dönüşmesi mümkün olmaktadır. Günlük yaşamımızda buna çok fazla örnek vardır. Örneğin, duran araba potansiyel enerji taşımaktadır. Fakat hareket ettiğinde potansiyel enerji, kinetik enerjiye dönüşür ve araba ilerler.  Cisimler yerden yüksek bir yere kaldırıldığında yer çekimine karşı bir iş yapar. Yukarı kaldırılma o cisimde potansiyel enerji olarak depolanır. Böylece enerjiyi toplayan cisim iş yapabilecek duruma gelir. Oku ile birlikte gerdirilen yayda potansiyel enerji birikir. Yay bırakıldığında ise potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür. Yay ne kadar çok potansiyel enerjiyle doldurulursa yani ne kadar çok gerilirse, kinetik enerjisi o kadar fazla olacak ve daha uzağa gidecektir.

Günlük hayatta yaygın olarak kullandığımız enerji kaynakları nelerdir? Düşüncelerinizi sınıfta paylaşınız.

 

Maddenin ve cisimlerin iş yapabilme, hareket edebilmesi, kuvvet ve güç kazanabilmesi için tanımlanan enerjinin elde edildiği çeşitli kaynaklara enerji kaynakları denmektedir. Kaynaklar, herhangi bir yöntem veya malzeme ile enerji üretilmesini sağlamaktadır. Günlük hayatta kullandığımız enerji kaynakları, oluşumlarına bağlı olarak yenilenemez enerji kaynakları ve yenilenebilir enerji kaynakları olmak üzere 2’ye ayrılmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynakları, bittiğinde yeri devamlı olarak doldurulan ve tükenmeyen kaynaklardır. Yenilenemez enerji kaynakları, zaman içinde biten ve yeri çok uzun zaman içinde ancak doldurulan kaynaklardır. Enerji kaynaklarımızı şöyle sınıflandırabiliriz:

 

• Yenilenemez Enerji Kaynakları

Kömür

Petrol

Doğalgaz

Nükleer enerji

 

• Yenilenebilir enerji kaynakları

Güneş enerjisi

Rüzgar enerjisi

Hidrolik enerjisi

Jeotermal enerji

Dalga enerjisi

Biyokütle enerjisi

 

Günlük hayatta bazı şeyleri yapabilmek için enerjiye ihtiyaç duyulmaktadır. Çok çeşitli işler enerji sayesinde yerine getirilmektedir. Enerji olmadan yaşamak nerdeyse imkansız gibidir. İnsan bedeninde dahi fiziksel enerji ve kimyasal enerji bulunmaktadır. Kimyasal ve fiziksel enerji, enerjinin hayatımızın ayrılmaz bir parçası olduğunun en büyük göstergesidir. Yaşamımızın çeşitli evrelerinde en temel ihtiyaçlardan en keyifli ihtiyaçlara kadar birçok alanda enerji hayatımızın olmazsa olmazıdır.  Yukarıda sıralanan enerji kaynakları dünya çapında kullanılmaktadır. Fakat günlük hayatımızda en fazla kullanılan enerji kaynakları, doğalgaz, petrol, elektrik enerjisi, nükleer enerji ve kömürdür. Soğutma, ısıtma, beslenme, barınma, aydınlanma, ulaşım gibi alanlarda enerji kaynakları kullanılmaktadır.  Petrol olmadan ulaşım, doğalgaz olmadan ısınma, elektrik enerjisi olmadan aydınlanma olmaz. Bütün enerji kaynakları hayatımızda önem arz etmektedir. Fakat elektrik enerjisi günlük hayatta daha fazla alanda kullanılmaktadır.

Günlük hayatta sık kullanılan iş kavramı için hangi örnekleri verebilirsiniz?

 

Fiziksel anlamda, bir cisme kuvvet uygulayıp uygulanan kuvvet oranında cismin yer değiştirmesi olan iş, günlük hayatta farklı kullanılmaktadır. Çocuk arabasını iterek yol alan bir anne fiziksel anlamda iş yapmaktadır. Çünkü arabaya bir kuvvet uygulamaktadır ve uyguladığı nispette araba ilerlemektedir. Elindeki çantayla yürüyen kişi ise iş yapmaz. Çünkü cisme bir kuvvet uygulayıp onun yer değiştirmesini sağlamamaktadır. Bilimsel olarak iş tanımına örnek olarak:

 

• Markette alışveriş arabasının itilerek alışveriş yapılması
• El arabası ile kum taşınması
• Yerdeki bir kutuyu veya sandığı iteleyerek sürüklemek
• Motorun arabayı hareket ettirmesi
• Sandığı veya kutuyu yerden alıp masanın üzerine kaldırılması örnek olarak verilebilir.

 

Günlük hayatta, yoran, emek harcanan, karşılığında yeni bir şeylerin alınıp verildiği fiilleri anlatmak için iş kavramı kullanılmaktadır. Fizik anlamından faklı olarak günlük hayatta kullanılan işte kuvvet uygulanarak bir şeyi hareket ettirilmesi şartı aranmaz. Muayenehanesinde oturup gelen doktorları muayene eden doktor, dosyalarını inceleyen avukat, durduğu yerden tenis maçını yöneten hakem, telefonlara bakan call center görevlisi günlük hayatta kullanıldığı anlamda iş yapmaktadır. Bilimsel anlamda işin ölçülebilir bir niceliğinin olması gerekir. Fakat günlük hayattaki iş için geçerli değildir. Bir inşaat işçisi, saatlerce kuvvet uygulayıp bir duvarı itmeye çalışıp duvarı hareket ettiremeden yorgun düştüğünde bilimsel anlamda iş yapmış olmaz fakat günlük anlamda işini yerine getirmiş olur. Günlük hayatta kullanılan iş kavramına örnek olarak şunları verebiliriz:

 

• Şirketinin toplantısını yöneten yönetici
• Masa başında bilgisayarda iş yapan ofis çalışanı
• Telefonlara bakan sekreter
• Mahkemeyi yöneten hakim
• Hastalarını muayene eden doktor

Günlük hayatta enerji kavramını hangi durumlarda kullanırız? Örnekler veriniz.

 

Harekete geçiren güç olarak tanımlanan enerji, fiziksel ve kimyasal olarak hayatımızın her alanında bulunmaktadır. Yer altı ve yer üstü enerji kaynakları günlük hayatta kullanılmaktadır. Hayatımızı kolaylaştıracak şekilde işlenmektedir. Enerjiyi günlük hayatımızda, harekete geçiren güç, güç veren maddeler ve cisimler anlamında kullanmaktayız. İş yaparken, bir yere giderken, bir şeyler uğraşırken enerji kelimesi kullanılır. Çünkü günlük hayatta enerji, hareketle bağdaşık olarak değerlendirildiğinden hareketin olduğu yerde enerjinin var olduğu düşünülerek kullanılmaktadır. Yorulan ve hareketsiz kalan kişiler kendilerini enerjim bitti diye nitelendirmektedir. Bisiklet sürerken, yürürken, koşarken, spor yaparken, yemek hazırlarken, ev işi yaparken, oyun oynarken enerjiye ihtiyaç vardır. Enerjisi olmayan hareketsizdir ve iş yapmıyordur.

 

Günlük hayatta enerji sadece fiziksel değil kimyasal alanlarda da hayatımızın her yerinde bulunmaktadır. Enerji, insanların hareket edebilmesini sağlayan kuvvettir. Enerji insanların güç kaynağıdır ve enerjisi olmayan kişiler hareket edemezler. Günlük yaşamının her alanında insan enerjiye ihtiyaç bulunmaktadır. İnsanlar enerjiyi besin malzemelerinden almaktadır. Günlük hayatta da enerji kavramı,iş yapabilme yeteneği, harekete geçiren güç veya güç veren enerji anlamına gelir.Herhangi bir işi yapabilmek için enerjiye ihtiyaç duyarız. Enerjiyi günlük hayatta kullanımımız durumlarla alakalı şunları örnek verebiliriz:

 

• Bir yerden bir yere giderken
• Yürürken
• Koşarken
• Bisiklet sürerken
• Yüzerken
• Spor yaparken
• Evde, okulda, dışarıda iş yaparken
• Ofiste veya işyerinde çalışırken
• Alışverişe giderken
• Araba iterken
• Odun kırarken
• Güçlü bir cisme kuvvet uygularken, araba iterken

Fiziksel anlamdaki iş ile günlük hayatta kullandığımız iş kavramı arasındaki fark nedir? Açıklayınız.

 

Fiziksel anlamada iş, bir maddeye kuvvet uygulayıp onun kuvvet doğrultusunda yer değiştirmesidir. Aynı zamanda fiziksel anlamda iş, kuvvet vektörü ile bir maddenin veya cismin harekete geçirilmesidir. Fiziksel anlamda iş, maddeye kuvvet uygulandığında maddeye uygulanan kuvvet doğrultusunda yer değiştirmesi gerekir. Gerçek hayatta işin tanımı fiziksel işten oldukça farklı anlamda kullanılmaktadır. Bebeğinin arabasını iten anne, el arabası ile kum taşıyan işçi, elindeki çanta ile asansörle yukarı doğru çıkan kişilerin hepsi fiziksel anlamda iş yapmaktadır. Fakat elinde çanta ile yolda yürüyen kişi fiziksel anlamda iş yapmış olmaz. Çantaya uyguladığı kuvvet yukarı iken kişinin aldığı yol kuvvetle aynı yönde değildir. Çantayı kaldırmaya çalışan fakat kaldıramayan kişi de fiziksel anlamda iş yapmış olmaz çünkü çantaya uygulanan kuvvet onun yol almasını sağlamamıştır.

 

Günlük hayatta iş genellikle insanların geçimini sağlaması için yaptığı eylemler için kullanılır. Aynı zamanda, durağanlığın dışında hareket gösteren her fiili için de iş kelimesi kullanılmaktadır. Fiziksel anlamda iş yapan kişi aynı zamanda gerçek anlamda da iş yapmış olur mu? Bu sorunun cevabı hem evet hem de hayırdır. Yazılımcı fiziksel anlamda iş yapmak için mouseyi hareket ettirmesi gerekir. Klavyenin tuşlarına kuvvet uyguladığında ise ayrı bir iş yapar. Geçimini sağlamak anlamında iş yapabilmesi için mouseyi ve klavyeyi doğru kullanıp, doğru yazılımı yapmalıdır. Elinde tepsi taşıyarak gerçek hayatta iş yapan garson fiziksel anlamda iş yapmış sayılmaz. Tepsiyi alttan tutup yukarı doğru kaldırdığında kuvveti yukarı doğru uygular ve tepsi garsonun yürüdüğü tarafa gider. Bu durumda fiziksel iş yok fakat günlük hayatta iş vardır.

Evinizde veya okulunuzda esneklik özelliği olan araç gereçlere örnekler veriniz.

 

Bir kuvvet uygulandığında şekli değişen fakat kuvvet ortadan kalktığında eski halini alan maddeler esnek maddelerdir. Çevremizde, günlük hayatımızda kullandığımız çok çeşitli esnek madde bulunmaktadır.

 

Evlerimizde kullandığımız esnek maddelere örnek şunları verebiliriz:

• Sünger; bulaşık yıkarken ve sıkıldığında büzülen sünger bırakıldığında eski halini alır.
• Çorap; Giyilen çorap esner fakat çıkarıldığında küçülür.
• Paket lastiği; paketlerin açılmaması için kullanılır. Genişletilerek kullanılır, çıkarınca eski haline gelir.
• Araba lastiği; esneklikleri sayesinde hava pompalandığında genişler.
• Saç tokası; yaylı sistemiyle veya plastik özelliğiyle saçı kavrar fakat çıkarınca normal haline döner.
• Maşa, mutfakta bir şeyleri almak için esneklik özelliği kullanılır.
• Cımbız; kuvvet uygulandığında kapanır, bırakınca açılarak eski haline döner.
• Saat zembereği; esnek yapısıyla saatin işlemesini sağlar.
• Stres topu; elde sıkıldığında esneyerek rahatlamaya yardımcı olur.

 

Okullarda gördüğümüz ve kullandığımız esneklik özelliği olan araç ve gereçlere örnek ise şunlardır:

• Silgi; bastırdıktan veya eğip büktükten sonra silgiler eski halini alacak kadar esnektir.
• Yay; kalem içinde ve daha bir çok alanda kullanılan yaylar esneme özelliğiyle sıkıştırılır, kullanım kolaylığı sağlar, bırakınca eski haline döner.
• Balon; şişirildiğinde büyür havası indirildiğinde küçülüp ilk haline döner.
• Kauçuk maddeler; silgi ve benzeri birçok okul malzemesinin yapımında kullanılan kauçuk esnektir.
• Trambolin; beden eğitimi derslerinde kullanılan trambolin, esnekliğiyle sıçrama amaçlı kullanılır.
• Plates topu, esnekliğiyle daha orijinal hareketlerin yapılmasını sağlayarak zayıflamaya ve sıkılaşmaya yardımcın olur.
• Tramplen tahtası; esnekliğiyle sıçramak için kullanılır.

Dünya tüm varlıklara yer çekimi kuvveti uygular mı? Tartışınız.

 

Yer çekim kuvveti, kütle çekim kuvvetinin dünya için adlandırılmış halidir. Bundan dolayı, yer çekim kuvveti, dünyanın üzerinde bulunan cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvvetidir. Kütle çekim kuvvetini dünya için isimlendirilmiş hali olan yer çekim kuvveti, dünya üzerinde bulunan bütün cisimlere uygulanmaktadır. Maddenin kütlesinde dolayı oluşan kuvvet yer çekim kuvveti veya kütle çekim kuvvetidir. Bu kuvvete maruz kalan cisimler birbirlerine karşı ivmeli bir hareket gerçekleştirmektedir. Kütle büyüdükçe, yer çekim kuvveti de büyümektedir. Kütle çekim kuvveti, cisimlerin birbirlerine uyguladıkları çekim kuvveti olduğundan iki cisim kütleleri doğrultusunda birbirlerine çekim kuvveti uygulamaktadır. Kütle çekim kuvveti, cisimler arasındaki mesafe ile ters orantılıdır.

 

Hayatımızda çok çeşitli etkileri bulunan kütle çekim kuvvetinin en net etkisini gezegenler arasında görmekteyiz. Dünyanın çekimi altında bulunan ay dünyanın yörüngesinde dönmektedir. Diğer gezegenler de güneşin tesirinde bulunup güneşin etrafında dönmektedir. Dünya, üzerinde var olan bütün varlıklara yer çekim kuvveti uygulamaktadır. Dünyanın uyguladığı bu kuvvet aynı zamanda yer çekim ivmesi olarak da bilinmektedir. Bu bilgilerden dünyanın tüm varlıklara yerçekimi kuvveti uyguladığını söyleyebiliriz. Zaten yerçekimi olmasaydı ve bütün varlıklara uygulanmasaydı dünyada yaşam olmazdı. Yer çekimi olmasaydı, uzay gemilerinde yolculuk yapan astronotların yaşadığı türden olaylar yaşamamız gerekirdi.  Yerçekimin bir etkisi olmasaydı, günümüzde yaşadığımız gibi binalarda yaşamaz, okullara gidemezdik. Her şey çok farklı olurdu. Yerçekiminin olmaması sadece insanı değil bütün hayatı etkileyecektir. Doğal olarak insanların kullandığı eşyaları, havayı, suyu ve diğer yaşam için olması gereken bütün her şeyi etkileyecektir. İnsanların yaşayacağı ortamlar olmayacağı için insanlar da olmazdı.

Dağa tırmanan bir sporcunun yükseklere tırmandıkça ağırlığı nasıl değişecektir? Açıklayınız.

 

Dağa tırmanan insanların dağın zirvesine doğru tırmandıkça ağırlıklarında değişme olmaktadır. Bu soruyu anlayabilmek için öncelikle hacim, kütle ve ağırlığın ne olduğunu bilmek gerekir. Kütle, değişmeyen madde miktarı olup eşit kollu terazi ile tartılır, birim olarak kilogramla ölçülür, temel ve skaler bir büyüklüktür. Cismin uzay boşluğunda kapladığı yer olan hacim, V harfi ile gösterilir, skalerdir, türetilmiş bir nicelik olup birimi metreküp olarak ifade edilir. Ağırlık ise, cisme uygulanan kütle çekim kuvvetine denmektedir. G harfi ile gösterilir, birimi Dyn veya Newton olup, vektörel veya yönlü bir büyüklüktür. Dünya üzerinde merkeze yakın yerlerde yer çekim kuvvetinin etkisi fazla iken yukarılarda doğru çıkıldıkça yer çekiminin etkisi azalmaktadır.

 

Dünyanın merkezine yakın olanlar daha çok yer çekim kuvvetine uğrarlar. Dağa tırmanırken merkezden uzaklaşan bir dağcı, yer çekim kuvvetine daha az uğrayacağından ağırlığı azalır. Ağırlığı azalmasına rağmen, kütlesi değişmez. Ağırlık, kütlenin yer çekim ivmesi ile çarpılarak bulunur. Ye çekimi kuvveti azaldıkça ivmesi de azalacağından ağırlıkta değişiklik olur. Kütle ise madde miktarı olduğundan dağa tırmanan kişinin kütlesinde bir artma veya eksilme olmaz. Yükseklere tırmandıkça basıncın azalmasından dolayı ağırlık farklı hissedilir. Kütlesinde herhangi bir değişiklik olmamakla birlikte ağırlığı azalır. Kısaca, dünyanın kutuplarında ekvatoruna göre daha fazla yer çekim kuvveti uygulanmaktadır. Çünkü kutuplar ekvatora göre merkeze daha yakındır. Cisimlerin ağırlığı kutuplarda daha fazla ekvatorda ise daha azdır. Kısaca, dünyanın merkezinde uzaklaşarak dağa tırmanan sporcunun zirvede ağırlığı azalır fakat kütlesinde değişiklik olmaz.

“Enerji vardan yok, yoktan var edilemez.” sözünden anladıklarınızı sınıfta paylaşınız.

 

Evren enerjiden oluşmaktadır. Etrafımızdaki var olan her şeyin bir tür enerjisi vardır. Fakat enerji soyut bir kavram olduğundan tanımlaması biraz zordur. Enerjiyi en sade dille, aydınlatabilme, ısıtabilme ve iş yapabilme kapasitesi ve yeteneği olarak tanımlayabiliriz. Tek başına bir varlık olmayan enerji bir madde veya cismin temel özelliklerinden biridir. Enerji bir türden diğerine aktarılabilir. Enerji aktarımının bir yolu ısı iken diğer bir yolu iştir. Şayet çevre iş yaparsa o iş sisteme enerji olarak aktarılır. Var olan enerji yok edilemez, yoktan da var edilemez. Enerji yok edilemez yalnızca şekil değiştirir veya şekil değiştirir. Termodinamik kanun dört tane yasaya sahiptir. Bu yasalardan birincisi enerjinin vardan yok edilemeyeceği, yoktan da var edilemeyeceğidir. Enerji fiziksel veya kimyasal dönüşüme uğrar ama asla yok olmaz.

 

Bu yasaya göre enerji bir durumdan, şekilden veya türden diğerine şekil değiştirir. Yasa, enerjinin hiç kaybolmadığını, yok olmadığını, evrende var olan enerjinin her zaman ve her durumda aynı olduğunu ifade etmektedir. Kimyasal veya fiziksel işlemler neticesinde bir enerjiden diğer enerji türüne dönüşür fakat asla yok edilemez. Enerjin dönüşümü ve konumu yasasına göre enerjinin vardan yok edilemeyeceğine en güzel örnek ses enerjisidir. Karıncaların seslerini duymadığımızda veya insan konuşmadığında ses enerjilerinin olmadığı iddia edilemez. Vardır fakat karıncanın ki duyabileceğimiz sınırda değildir, susan insanınki de başka bir enerjiye dönüşmüştür. Enerji varsa yok edilemez, yoksa var edilemez. Kinetik enerjisi olan rüzgar çok estiğinde eşyalara çarpar ve ses çıkartarak ses enerjisine dönüşür. Enerji yok olmaz devamlı değişim halindedir.