Lise 1 Fizik Konu anlatımı ve ders notları 9.sınıf Fizik ders ko

2009-07-01 22:48:00

Ünite 4   : Kuvvet ve Hareket

Ünitenin Amaci

Ögrenciler ilkögretimde “kuvvet ve hareket” ögrenme alani kapsaminda daha çok temel kavramlar ve ilkeler üzerinde durdular. Dokuzuncu sinifta ise bu konularin islenmesinde basit aritmetik ve cebir bilgisi ile temel geometri becerilerinin de kullanilmasi öngörülmüstür.
Dersin islenisi sirasinda yapilacak etkinlikler zorlayici olmaktan çok, konunun kavranmasini pekistirici olacak sekilde seçilmistir.

 Ögrenciler, Bu ünitede aşağıdaki kavramları öğrenecekler

1. Kuvvet ve bileşkeleri

2. Newton Hareket Yasalari ile ilgili olarak; dinamik, eylemsizlik, etki-tepki kavramlarini, 

3. Sürtünme kuvveti ile ilgili olarak; kinetik ve statik sürtünme kavramlarini ögreneceklerdir. 

Kuvvet  Duran bir cismi harekete geçiren, hareket halindeki bir cismi durduran, cismin yön ve doğrultusunu değiştiren veya cisimlerin biçimlerinde değişiklik yapan etkiye kuvvet denir.  Günlük yaşantımızda yapılan her işte kuvvet kullanırız. Öğrencinin kitaplarını taşıması, evin kapısının kapatılması, deredeki suyun akması, bir uçağın havalanması kuvvet gerektiren bazı olaylardır. Bu nedenle yaşantımızda kuvvet olmadan bir iş yapmamız mümkün değildir.

Kainattaki bütün itme ve çekme olaylarının temelinde kuvvet vardır. Kuvvet, bir cisme temas ederek olabileceği gibi temas etmeden de meydana gelebilir. Dünya ve güneşin birbirlerini, mıknatısların diğer maddeleri çekmesi ve elektro manyetik çekim temas gerektirmeyen kuvvete örnek verilebilir. O halde kuvvet; fiziksel, kimyasal ve biyolojik sistemlerin temel özelliğini oluşturan en önemli kavramlardan bir tanesidir

Kuvvetin Cisimlerin Hareketlerindeki Etkileri  1) Kuvvet etki ettiği cisimlere hareket kazandırabilir. 2) Kuvvet cisimlerin hızlarını değiştirebilir.3) Kuvvet hareket eden cisimlerin yönünü değiştirebilir.4) Kuvvet cisimlerde şekil değişikliğine sebep olabilir. 5) Kuvvetlerin cisimler üzerinde döndürme etkileri bulunur.

Kuvvetlerin Bileşkesi Her hangi bir cisme birden fazla kuvvet uygulandığında, cisme tek bir kuvvet uygulanıyormuş gibi olur. Burada bir nesneye etkiyen birden fazla kuvvetin etkisi söz konusudur.   R   ile gösterilir.  Örneğin bir kişinin A noktasından B noktasına taşıdığı bir yükü taşımak için bir başka kişi yardım ederse bileşke kuvvet artacağından taşıma süresi kısalacaktır. Veya bir cisme doğu yönünde 10 Newton kuvvet uygulanırken, bu kuvvete zıt yönde 15 Newton kuvvet uygulandığında cisim ters yönde hareket edecektir. Bu özellikler kuvvetin bileşke kuvveti olarak bilinmektedir. 

Aynı Yönlü Kuvvetlerin Bileşkesi Bir cisme aynı yön ve aynı doğru boyunca etkiyen iki ve daha fazla kuvvetin birleşmesi ile bu kuvvetlerin bileşke kuvveti ortaya çıkar. Bileşkenin şiddeti, kuvvetlerin toplam şiddetine eşittir. Şekildeki M kütlesine etkiyen F1 ve F2 kuvvetlerinin toplamı bileşke kuvveti verir.          FB = F1 + F2

  Zıt Yönlü Kuvvetlerin Bileşkesi Bir cisme aynı doğrultuda fakat ters yönlerde etkiyen iki kuvvetin bileşkesi, şiddeti büyük olan kuvvet yönündedir. Bileşke şiddeti ise, kuvvetlerin şiddetinin farkına eşit olur. Ters yönlü kuvvetler eşit şiddete olursa bileşke kuvvet sıfır olur Yukarıdaki M cismine etkiyen iki farklı kuvvet zıt yönlü olduklarından, cismin hareket yönü şiddeti büyük olan kuvvet yönünde olacaktır.          FB = F1 - F2
Örneğin, M kütlesine 15 Newton ve 25 Newtonluk iki kuvvet aynı yönde etkilediğinde bileşke kuvvet;

FB = F1 + F2 ise FB = 15 + 25 = 40 Newton olur. 

Örneğin; F1 25 Newton iken F2 30 Newton olduğunda bileşke kuvvet;

FB = F1 - F2 ise FB = 30 - 25 = 5 Newton olur. Bu cismin hareket yönü F2 kuvveti yönündedir. 

Kesişen Kuvvetlerin Bileşkesi İki veya daha fazla kesişen kuvvetin etkisinde olan bir cisim, kuvvetlerin arasında yer alan bir doğrultuda hareket eder. Kesişen kuvvetlerin bileşkesi bulunurken, vektörlerin ucundan diğer vektöre paralel çizgiler çizilerek ortaya çıkan paralel kenarın başlangıç noktasından iki vektörün birleştikleri vektör birleşik vektördür. Aynı noktaya etkiyen kuvvetlerin bileşkesini bulmak için iki farklı yöntem vardır. Bunlar uç uca ekleme ve paralel kenar metodudur. 

1) Uç Uca Ekleme Metodu Uç uca ekleme metodunda kuvvetler, yön, doğrultu ve şiddetinde değişiklik yapılmadan ve sıralarına dikkat edilmeksizin uç uca eklenerek birleştirilirler. Yani ilk kuvvetin başlangıç noktası ile son kuvvetin bitiş noktası birleştirilerek toplam kuvvet bulunur. 

        Örneğin aşağıda verile iki kuvveti uç uca ekleme yöntemi ile birleştirecek olursak:

şekilde verilen kuvvetlerin bileşkesini bulmak için yukardaki gibi uç uca ekleme yapılarak bileşke kuvvet bulunur

2) Paralel Kenar Metodu

        Kuvvetlerin başlangıç noktası bir noktadan referans kabul edilerek başlanır. Ortaya çıkan şekil paralel kenara olacak şekilde birleştirilir. Bu kuvvetlerin izdüşümleri alınarak başlangıç noktasından geçen köşegen uzunluğu bileşke kuvveti verir. 

        Örneğin aşağıda verilen iki kuvvetin bileşkesini paralel kenar yöntemine göre bulacak olursa;

        Bu iki kuvvetin başlangıç noktalarını birleştirerek bileşke kuvveti bulabiliriz.

 

 Maddeler ve özellikler: Bu bölümde öğrenilecek kavramlar

A) MADDELERİN SINIFLANDIRILMASI

Kütlesi, hacmi ve eylemsizliği olan, uzayda yer kaplayan her şeye madde denir. Çevremizde sayılamayacak kadar çok madde vardır. Bu maddelerden bazılarını çıplak gözle görebilmekteyiz(su, toprak, taş), fakat bazıları ise ancak mikroskoplarla görülebilmektedir.(Mikroplar, bakteriler, virüsler).
        Bir maddenin sahip olduğu bazı özellikler vardır. Bu özelliklerden bir kısmı maddeyi tanımaya ve ayırt etmeye yarar. Bu özelliklere ayırt edici özellikler denir.

a) Maddenin ortak özellikleri

1. Kütle

2. hacim

3. eylemsizlik

4. Tanecik yapı

b) Maddenin ayırdedici özellikleri

1. Özkütle(yoğunluk)

2. Erime ve kaynama

3. Esneklik

4. Genleşme

5. Öz ısı

6. Çözünürlük,......

 Maddenin Halleri

Maddeler doğada bulundukları hallere göre katı, sıvı ve gaz olmak üzere 3 gruba ayrılırlar.
         KATI: Katılarda maddeyi oluşturan tanecikler birbirine yakın ve düzenli bir şekilde sıralanmıştır. Duvardaki tuğlalar gibi düzgünce sıralanan tanecikler maddenin sert olmasını, dışarıdan kuvvet uygulandığında kolayca bozulmamasını sağlar. Bakır, demir, alüminyum gibi katı maddeleri düşündüğümüzde serttir, şekillerini büyük kuvvet uygulayarak değiştirebiliriz.
      SIVI: Sıvı maddeler birbiri üzerinden yuvarlanarak hareket eden tanecikleri vardır. Tanecikler arasında boşluklar vardır. Bu sayede hareket edebilirler. Su, yağ gibi sıvılar bir yere döküldüğünde taneciklerinin yuvarlanması sonucu gidebildiği yere kadar yol alırlar. Herhangi bir kaba koyduğumuzda kabın şeklini alırlar, aralarında boşluklar olduğundan genelde ışığı geçirecek şeffaflıktadırlar.
    GAZ: Gazlar fark edilmesi en zor olan maddelerdir. Çünkü bu maddelerin tanecikleri birbirlerinde çok uzaklıktadırlar. Tenis topu büyüklüğünde atomları olan gaz olsaydı atomlarında biri İzmir'deyken diğeri Ankara'da olurdu. Aralarında ki bu büyük boşluk yüzünden gazlar birbiri içerisinde karışabilir

Atmosfer tabakası yüzlerce farklı gazın karışımıdır. Gaz tanecikleri aynı zamanda çok serbesttirler. Kapalı kaplarda saklanabilirler. Bir kişinin odada parfüm sürmesi aynı odadaki kişiler bu kokuyu algılar, çünkü koku molekülleri gaz halde ulaşabildikleri yere kadar giderler.

NOT-1: Maddenin halleri arasında geçiş vardır. Bir maddenin katı halden sıvı hale geçmesine erime, sıvı halden gaz haline geçmesine kaynama, gaz halinden sıvı hale geçmesine yoğunlaşma, sıvı halden katı hale geçmesine donma ve katı halden sıvılaşmadan direk gaz haline geçmesine süblimleşme denir.

NOT-2: Maddeler erirken ve kaynarken dışardan ısı alırken, yoğunlaşırken ve donarken dışarıya ısı verir.

NOT-3: Katıdan gaza giderken maddedeki düzensizlik artar, gazdan katıya giderken düzensizlik azalır ve düzen artar.

Soru

Aşağıda verilen olaylardan hangisi gerçekleşirken madde çevreye ısı verir?
a) Donma
b) Erime
c) Buharlaşma
d) Süblimleşme

B) MADDELERİN DEĞİŞİMİ
 Bitkilerin neden büyüdüğünü, metallerin neden paslandığını, insanların neden yaşlandığını, yağmurların neden gün geçtikçe daha asidik bir yapı kazandığını... ve bunlar gibi sayısız örnekler gösterebileceğimiz çevremizde gelişen değişimleri anlayabilmek için maddeyi ve maddenin organizasyonunu incelememiz gerekir.
Maddeler, yapıtaşları olan atomlar veya moleküllerden oluşur. Molekül, birden fazla atomun oluşturduğu gruplara verilen isimdir. Atom veya molekül saf maddelerin en küçük yapı taşlarıdır. Tek tip atomdan oluşan maddelere element denir (örneğin demir) tek tip molekülden oluşan maddelere ise bileşik denir – bu iki tür maddeler saf maddelerdir. Bir maddenin atomları/molekülleri o maddenin türünü belirtir.

Hidrojen Atomu Hidrojen molekülü Su Molekülü
Atomlar da kendilerini oluşturan + yüklü protonlar, - yüklü elektronlar vede yüksüz nötronlardan oluşurlar. Bir atomda elektron ve proton sayısı birbirine eşit olup bu sayı atomun atom numarasını verir, ayrıca atomun türünü belirler. Proton ve nötronlar atomun çekirdeğindedir ve birbirine çok kuvvetli nükleer bağlarla bağlıdırlar. (Bu sebeple çekirdek tepkimeleri nükleer tepkimeler olarak bilinir) Elektronlar atomun çekirdeği etrafındadırlar ve yüksek hızlarda atomun çevresinde dönerler. Bir atomun elektronlarının hızı onun enerjisini gösterir. Madde ısıtıldığı zaman elektron hızı, dolayısı ile atomik titreşimler artar. Yeterince ısı sağlandığında madde eriyerek sıvı haline, kaynayarak gaz haline, atomlar parçalanarak ta plazma haline geçer.
Maddenin uzayda kapladığı yer hacim, maddenin miktarının (atomlarının yada moleküllerinin) ölçüsü kütle, birim hacimdeki madde miktarı ise yoğunluk olarak tanımlanır. Hacim v (volume), kütle m (mass), yoğunluk ise d (density) harfleri ile sembolize edilir. Evrendeki tüm maddelerin kütle, hacim ve yoğunluk ilişkisi aşağıdaki formülde verilmiştir;
m = d x v

Kütle birimi gram, hacim santimetreküp olarak verildiğinde yoğunluk birimi;
gram / santimetreküp
olarak tanımlanır.

Bir başka deyişle, 1 gr/cm3 yoğunluktaki maddenin, 5 cm3 hacmi olan bir parçasının kütlesi 5 gramdır.


Maddenin fiziksel değişimleri
Maddedeki fiziksel değişiklikler maddenin atomik veya moleküler yapısı bozulmadan, maddenin fazları arasında oluşan değişikliklerdir. Bu değişiklikleri açıklamak için önce maddenin fazlarını inceleyelim.
Maddeler evrende dört temel fazda bulunurlar; bunlar katı, sıvı, gaz ve plazma* fazlarıdır. Maddeler sıcaklık ve / veya basınç gibi etkilerle bu fazlardan birisinden diğerine geçiş yapabilirler. Kuvvet etkisi ile şekillerini değiştirebilirler. Bu geçişler ve değişimler (plazma hariç)* maddenin kimyasal yapısını etkilemediği için fiziksel değişimler olarak adlandırılır. Maddenin bir ortamda hangi fazında bulunacağı maddenin cinsine, ortamın sıcaklığına ve basıncına bağlıdı
 

* Maddenin taneciği atom, molekül veya iyon olabilir. Fiziksel değişiklikte maddenin hal, boyut, vb. özellikleri değişir.

* Fiziksel ve kimyasal değişikliklerle çekirdeklerin değişmediği; fakat bazı durumlarda çekirdeklerin de değişebileceği vurgulanır.

* Moleküllerin atomlardan; atomların ise çekirdek ve elektronlardan oluştuğu hatırlatılır.

* Fisyon ve füzyon olayları basit olarak açıklanarak ayrıntılarına girilmeyecektir

.

 

Öğrenilecek Bilimsel Kavramlar

 

       a ) Kütle, hacim, katı ve sıvıların hacimlerinin ölçülmesi, yoğunluk, maddelerin ortak ve ayırt edici özellikleri.

       b ) Kimyasal ve fiziksel değişiklik, doğal radyoaktif elementler.

5870
0
0
Yorum Yaz