Fiziksel anlamda yapılan işin bağlı olduğu faktörlere ilişkin bilimsel çıkarım yapabilme
2. ÜNİTE: KUVVET VE ENERJİYİ KEŞFEDELİM · Kuvvet, İş ve Enerji İlişkisi
Aşağıda dört farklı durum verilmiştir:
- Ali, okulun duvarını bütün gücüyle itiyor, ancak duvar hiç hareket etmiyor.
- Elif, yerdeki çantasını kaldırarak masanın üzerine koyuyor.
- Ayşe, elinde tuttuğu kitapları yere paralel düz bir koridorda sabit süratle taşıyor.
- Mert, ipe bağlı oyuncak arabasını çekerek ileri doğru götürüyor.
Hangi durumlarda fiziksel anlamda iş yapıldığını belirtiniz. Seçiminizi gerekçelendiriniz.
Fiziksel anlamda yapılan işin bağlı olduğu iki faktörü ve işin birimini yazınız.
Fiziksel anlamda iş yapılabilmesi için cisme kuvvet uygulanmalı ve cisim uygulanan kuvvet doğrultusunda yer değiştirmelidir. İşin birimi joule'dür (J).
Dört öğrenci, aynı zemindeki özdeş kutuları yatay doğrultuda itmiştir. Öğrencilerin uyguladığı kuvvetler ve kutuların bu kuvvet doğrultusundaki yer değiştirmeleri tabloda verilmiştir.
| Öğrenci | Uygulanan kuvvet (N) | Kuvvet doğrultusundaki yer değiştirme (m) |
|---|---|---|
| Can | 20 | 5 |
| Ece | 40 | 5 |
| Mert | 20 | 10 |
| Deniz | 20 | 0 (kutu yerinden kıpırdamamıştır) |
Hangi iki öğrencinin yaptığı işler karşılaştırılarak işin kuvvete, hangi iki öğrencinin yaptığı işler karşılaştırılarak işin yer değiştirmeye bağlı olduğu gösterilebilir? Her karşılaştırmada hangi öğrencinin daha fazla iş yaptığını gerekçesiyle yazınız.
Deniz'in kutu üzerinde fiziksel anlamda iş yapıp yapmadığını gerekçesiyle açıklayınız.
Selim, "Bir cisme ne kadar büyük kuvvet uygulanırsa o kadar çok iş yapılır; yer değiştirmenin önemi yoktur." demiştir. Selim'in ifadesini tablodaki verileri kullanarak değerlendiriniz.
Fiziksel anlamda iş yapılabilmesi için cisme kuvvet uygulanmalı ve cisim uygulanan kuvvet doğrultusunda yer değiştirmelidir.
Selin, ağırlığı 60 N olan bir kutuyla aşağıdaki işlemleri sırasıyla yapmıştır. Kutuyu kaldırırken ve elinde tutarken kutuya uyguladığı kuvvet yukarı doğrudur ve büyüklüğü kutunun ağırlığına eşittir. Durumlar şekilde gösterilmiştir.
- Durum 1: Kutuyu yerden alıp sabit süratle 1,5 m yükseklikteki rafa kaldırıyor.
- Durum 2: Kutuyu raftan alıp elinde tutarak düz bir koridorda sabit süratle 10 m yürüyor.
- Durum 3: Kutuyu elinde tutarak 30 saniye boyunca yerinde bekliyor.
Her durumda Selin'in kutu üzerinde fiziksel anlamda iş yapıp yapmadığını belirtiniz. Her durum için gerekçenizi kuvvetin doğrultusunu ve kutunun yer değiştirmesini kullanarak yazınız.
Selin, "Durum 2'de çok yoruldum, demek ki en çok iş bu durumda yapıldı." demiştir. Selin'in ifadesini fiziksel anlamda iş kavramına göre değerlendiriniz.
Selin, Durum 1'i iki farklı şekilde tekrarlamıştır: Önce ağırlığı 120 N olan bir kutuyu aynı rafa (1,5 m), sonra ağırlığı 60 N olan kutuyu 3 m yükseklikteki bir rafa sabit süratle kaldırmıştır. Her iki tekrarda yapılan işin Durum 1'de yapılan işe göre arttığını, azaldığını ya da değişmediğini belirtiniz. Her tekrar için işin bağlı olduğu faktörlerden hangisinin değiştiğini yazınız.
Puanlar sorunun kendi içindeki dağılımıdır; senaryo yazılısında tüm sorular birlikte 100 puana ölçeklenir.