11. Sınıf Fizik Ders Kitabı MEB Yayınları Sayfa 43 Cevapları
10. İnsan figürlerini kullanarak vagona kuvvet uyguladığınız sırada vagon da insan figürlerine bir kuvvet uygulamış mıdır? Düşüncelerinizi gerekçeleriyle aşağıdaki alana yazınız.
Cevap: Evet, vagon da insan figürlerine eşit büyüklükte ve zıt yönde bir kuvvet uygulamıştır .
Gerekçesi: Newton’ın Üçüncü Hareket Yasası (Etki-Tepki Prensibi) uyarınca, doğada kuvvetler asla tek başına bulunmaz, daima çiftler hâlindedir. İnsan figürü vagona bir “etki” kuvveti uyguladığında, vagon da aynı anda insana karşı eşit büyüklükte fakat zıt doğrultuda bir “tepki” kuvveti uygular. İnsanların ayaklarının yere sağlam basması ve geriye doğru kaymaması, bu tepki kuvvetinin zemin sürtünmesiyle dengelenmesi sayesindedir.
11. Ana sayfada yer alan “ivme” bölümünü seçerek sağ üst köşede bulunan “kuvvetler”, “net kuvvet”, “kuvvetlerin büyüklüklerini göster”, “kütleleri göster”, “hız” ve “ivme” ifadelerinin yanındaki kutuları işaretleyiniz. Sürtünme kuvvetini “az” değerini gösterecek şekilde ayarlayınız.
Cevap: Bu adım, simülasyonun üçüncü bölümünde sürtünmeli ortamda net kuvvet ve ivme ölçümlerini yapabilmek için gerekli göstergeleri aktif hâle getireceğiniz hazırlık basamağıdır.
12. Farklı kuvvet ve kütle değerleri için ivmeölçerin gösterdiği ivme değerlerini gözlemleyiniz. Ulaştığınız sonuçları aşağıdaki tabloya yazınız.
Cevap: Simülasyonda sürtünme kuvvetinin sabit (örneğin 50 N) kabul edildiği bir senaryoya göre mobille uyumlu, kaydırılabilir örnek gözlem tablosu aşağıdadır:
Uygulanan Kuvvet (N) | Kütle (kg) | Bileşke Kuvvet (N) | Kütle (kg) | İvme (N/kg veya m/s2) |
|---|---|---|---|---|
150 N
| 50 kg (Sandık) | 100 N | 50 kg | 2 m/s2 |
250 N
| 100 kg (Kova+Sandık) | 200 N | 100 kg | 2 m/s2 |
150 N
| 100 kg (Kova+Sandık) | 100 N | 100 kg | 1 m/s2 |
350 N
| 50 kg (Sandık) | 300 N | 50 kg | 6 m/s2 |
(Not: Tablodaki “Bileşke Kuvvet”, Uygulanan Kuvvetten 50 N’luk örnek sürtünme kuvveti çıkarılarak hesaplanmıştır.)
13. Gözlemleriniz ve oluşturduğunuz tablolardan yararlanarak cismin ivmesi ile bileşke kuvvet ve kütle arasındaki ilişkiyi ortaya koyunuz. Bu ilişkiyi bir cümle veya matematiksel model şeklinde aşağıdaki alana yazınız.
Cevap: Bir cismin kazandığı ivme, üzerine etki eden net (bileşke) kuvvet ile doğru orantılı, cismin kütlesi ile ters orantılıdır.
Matematiksel Model: F_net = m * a (veya a = F_net / m)
14. Simülasyon sonunda elde ettiğiniz verileri sınıf arkadaşlarınızla tartışınız. Tartışma sürecinde fikirlerinizi arkadaşlarınızla paylaşarak iddialarınızı ve destekleyicilerinizi ortaya koyunuz. Arkadaşlarınızın karşıt iddiaları ile ilgili çürütücülerinizi saygı çerçevesinde belirtiniz. Tartışma ortamında keşfettiğiniz ilişkiler üzerinden Newton’ın Hareket Yasalarına yönelik genellemeler yapınız. Genelleme ve çıkarımlarınıza dayanarak boş bırakılan alanları doldurunuz.
Cevap: Boş alanların doldurulmuş hâli başlıklar altında listelenmiştir:
Bileşke Kuvvet ile Cisimlerin Hareketi Arasındaki İlişki
- Üzerine etki eden bileşke kuvvet değerinin sıfır olması durumunda cismin hareketini yorumlayınız.
Cisim başlangıçta duruyorsa durmaya devam eder; eğer başlangıçta belirli bir hızı varsa bu hızını koruyarak sabit hızlı doğrusal hareketine devam eder (Eylemsizlik Yasası ). - Hareket yönünde bileşke kuvvete maruz kalan cismin hareketini yorumlayınız.
Cisim, maruz kaldığı net kuvvet doğrultusunda ve yönünde düzgün hızlanan doğrusal hareket yapar. - Hareket yönü ile aynı doğrultuda ancak zıt yönde bir kuvvete maruz kalan cismin hareketini yorumlayınız.
Cisim, hareket yönüne zıt olan bu kuvvet nedeniyle düzgün yavaşlayan doğrusal hareket yapar; kuvvet uygulanmaya devam ederse cisim anlık olarak durup ters yönde hızlanabilir. - Cismi itmekte olan bir kişinin cisme uyguladığı kuvvet ile cismin kişiye uyguladığı kuvveti karşılaştırınız.
İki kuvvetin büyüklükleri birbirine kesinlikle eşittir , ancak yönleri birbirine tamamen zıttır (Etki-Tepki Yasası ).
İddialar ve Destekleyiciler
- İddia: Kütlesi büyük olan cisimleri aynı ivmeyle hızlandırmak için daha büyük bir net kuvvet uygulamak gerekir.
- Destekleyici: Simülasyonda 50 kg’lık sandığı 2 m/s2 ivmeyle hareket ettirmek için 100 N net kuvvet gerekirken, kütle 100 kg’a çıktığında aynı 2 m/s2 ivmeyi yakalamak için net kuvvetin de 200 N’a çıkması bu iddiayı doğrular.
Karşıt İddialar ve Çürütücüler
- Karşıt İddia: “Ağır cisimler hafif cisimlere göre her zaman daha yavaş hareket eder, bu yüzden kuvvetlerin ivmeye etkisi kütleden bağımsızdır.”
- Çürütücü: Bu iddia yanlıştır. Ağır cisimlerin yavaş ivmelenmesi kuvvetin etkisiz olmasından değil, kütlenin artmasıyla cismin eylemsizliğinin (hareket değişimine gösterdiği direncin) artmasından kaynaklanır. Formülden ve simülasyondan görüleceği üzere, kütle artsa bile uygulanan net kuvvet yeterli oranda artırılırsa hafif bir cisimle tamamen aynı ivme (hızlanma oranı) elde edilebilir.