Bir cisme sabit kuvvet uygulandığında kütlesi arttıkça ivmesi de artar

Fizik Laboratuvarı I DENEY 3

Cisimlerin Havada Kalma Süresi İle Serbest Düşme Yüksekliği Arasında Fark Var Mıdır?

Nesnelerin deviniminde dış güçlerin etkisinin hız ile değil ivme ile kendini gösterdiği düşüncesi Galileo'ya, serbest düşmeye ilişkin deneylerim açıklama olanağını da sağlar.

Yerleşik öğretiye göre, bir nesnenin düşme hızı ağırlığıyla orantılıydı.

Örneğin, aynı yükseklikten bırakılan biri beş, diğeri bir kg ağırlığındaki iki nesneden birincisi yere ikincisinin aldığı sürenin 1/5'inde ulaşmalıydı. Söylentiye bakılırsa, Galileo herkesin inandığı bu düşüncenin yanlışlığını, Pisa Kulesi'nden değişik ağırlıklarda kurşun parçaları atarak seyircilerine, bu arada özellikle derslerine gitmekte olan profesörlere ispatlamaya çalışmıştı.

Bunları Biliyor Musun?

1.Belirli bir yükseklikten serbest bırakılan bir cisme etkiyen kuvvetler sizce nelerdir?

2.Sizce bir cismi belirli yükseklikten bıraktığınızda ekvator bölgesinde mi yoksa kutuplar da mı yere daha çabuk düşer?

Nedenini bizimle paylaşmaya ne dersini?

Bildiklerimizi Uygulamaya Dökme Zamanı;

Bir süreliğine Galileo'nun yerine geçip "yükseklikten bırakılan bir cismin düşme hızı ile ağırlığının orantılı"

olduğunu "Serbest düşme bilye aparatı (cihazı), Serbest bırakma birim, Sıkıştırma anahtarı, 4 fonksiyonlu dijital sayaç, 2 adet doğru açılı bağlama parçaları, Destek tabanı, Tutucu düzlem, Bir çift imleç, 1 adet metre ölçer, 1 adet destek çubuğu, 2 çift 1m uzunlukta kırmızı ve mavi kablo"

araçlarını kullanarak bir deney ile ispatlamaya ne dersiniz?

Keşfedelim

a.Deneydeki değişkenleri belirleyeniz.

Bağımsız Değişken:

Bağımlı Değişken:

Kontrol Edilen Değişken:

b.Deney üzerine hipotezler kurunuz.

Hipotez-1:

Hipotez-2:

Hipotez-3:

c.Sonuçlara bakarak tahminlerde bulunuz.

-

-

-

d.Elde ettiğimiz verileri kaydedeniz.

Serbest Düşme Deneyi Değer Çizelgesu

Sıra No

Konum ) (cm

h

Zaman t(ms)

Logx Logt

) ( sn

m



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Açıklayalım Çizelgeya kaydetmiş olduğunuz konum ve zaman verilerinden yararlanılarak konum-zaman grafiğini çizmeye ne dersiniz?

Çizdiğiniz grafikleri yorumlayıp konumla zaman arasında nasıl bir ilişki olduğunu arkadaşlarınızla paylaşmaya ne dersiniz? Bulduğunuz ilişki doğru orantıyı vermiyor ise log h

= f(log t) grafiğini çizip bu grafikten yararlanarak yükseklik(h)- zaman(t) arasındaki bağıntıyı ve yine aynı grafikten yaralanılarak serbest düşme ivmesi olan "g"yi bulmaya ne dersiniz?

Bulduğunuz serbest düşme ivmesi g’ yi ₂ sn

cm ’ye çevirebilir misiniz?

Hız-zaman grafiğini çizip, bu grafiğin eğiminin size neyi verdiğini bulabilir misiniz? Hız-zaman grafiğinden de serbest düşme ivmesi olan "g"yi bulup, daha önce bulduğunu "g"

değerini karşılaştırmaya ne dersiniz?

Farklı durumlara uygulayalım

Havası alınmış cam bir tüp ile içerisinde hava olan cam bir tüpte h yüksekliğinden aynı anda serbest bırakılan demir bilye ve yaprağın hareketleri hakkında ne diyebilirsiniz?

İlişkilendirelim

Deney konumuzla ilgili günlük hayatta karşılaştığınız olaylardan birkaç tanesini paylaşır mısınız?

Değerlendirelim Neler Öğrenmişiz Bakalım…

1.

Şekildeki T düzeyinden serbest düşmeye bırakıla bir futbol topu h1 yüksekliğini t1 saniyede, h2 yüksekliğini t2 saniyede alıyor.

t1/t2 = 3 olduğuna göre, h1/h2 oranı kaçtır?

2.

h yüksekliğinden 10 m/s lik hızla düşey aşağı yönde atılan yumurta yere 30 m/s lik hızla çarpıyor. Yumurta atıldıktan kaç saniye sonra yere çarpar? ( g= 10m/s² ) (Sürtünmeler önemsizdir.)

Fizik Laboratuvarı I DENEY 4

Yaylarda da enerji vardan yok, Yoktan Var Edilemez

Kapalı bir sistemde, potansiyel enerji’nin, kinetik enerjiye veya kinetik enerji’nin, potansiyel enerjiye dönüşümünde, her birindeki artma, diğerindeki azalmaya eşittir. Kapalı bir sistemde enerji korunacağından sabit bir değeri vardır. Dolayısıyla enerjideki değişim sıfırdır.

T kinetik enerji, U da potansiyel enerji olmak üzere formüle edilirse:

veya diğer bir şekilde ifade edilirse

enerji korunum yasası olur Enerji vardan yok, yoktan var edilemez. Ancak farklı enerjilere dönüşerek korunur.

Aklımıza Takılanları Giderelim

Bunları Biliyor Musun?

1.Harmonik hareketin tanımını yapıp örnekler verebilir misiniz?

2.Denge durumundaki bir yaya ilk önce m kütleli bir ağırlık daha sonra 2m kütleli bir ağırlık astığımızı düşünelim sizce hangi durumda yaydaki uzama daha fazla olur ?

3.Aynı k yay sabitine sahip olan birden fazla yayı ucuca bağladığınızda elde ettiğiniz yeni yayın k sabitinin ne olacağı hakkında bir fikriniz var mı?

Bildiklerimizi Uygulamaya Dökme Zamanı;

Yay sabitinin bulunması ve yayın potansiyel enerji değişimini bulmak için Sarmal yay (birbirinden farklı yay sabiti olan 3 yay), çengelli ağırlıklar, cetvel, üç ayaklı destek ve yuvarlak demir çubuklar kullanılarak nasıl bir deney tasarlarsınız?

Keşfedelim

a.Deneydeki değişkenleri belirleyeniz.

Bağımsız Değişken:

Bağımlı Değişken:

Kontrol Edilen Değişken:

b.Deney üzerine hipotezler kurunuz.

Hipotez-1:

Hipotez-2:

Hipotez-3:

c.Sonuçlara bakarak tahminlerde bulunuz.

-

-

-

d.Elde ettiğimiz verileri kaydedeniz.

Çizelge 1

F (N) 2 4 6 8 10

X(m)

Çizelge 2

m (kg) X1(m) X2(m) Eph=mg(X2 -X1)

Eep=½k(X2 ²-X1²)

Açıklayalım Çizelge 1'deki değerleri kullanarak F - x grafiğini çizip yay sabitini bulmaya ne dersiniz?

Çizelge 2 den yararlanarak cismin (x2 - x1) yolunu düşmesi sonucu kaybettiği yerçekimi potansiyel enerjisi ile yayın kazandığı esneklik potansiyel enerjisini ölçü sonuçlarından yararlanarak hesaplayabilir misiniz?

Yayın ve cismin potansiyel enerjilerinin x’e karşı değişimlerini gösteren bir grafik sizce nasıl olur?

Farklı durumlara uygulayalım

Trambolinin üzerinde zıplayan bir jimnastikçinin kinetik ve potansiyel enerjisi nasıl değişir?

İlişkilendirelim

Deney konumuzla ilgili günlük hayatta karşılaştığınız olaylardan birkaç tanesini paylaşır mısınız?

Değerlendirelim Neler Öğrenmişiz Bakalım…

1. K

A B C D (Yatay)

x/2

x

A ucu yatay düzlem üzerine tutturulmuş, B ucuna da K cismi bağlanmış olan yay x kadar sıkıştırılmıştır.

Yay serbest bırakıldıktan sonra K nın kazanacağı kinetik enerji, B ucu C noktasına gelince Ec, D noktasına gelince Ed ise Ec/Ed oranı kaçtır?

2.

Kütlesi 25 kg bir blok, yay sabiti k=500N/m yaya