Enerji çeşitlerinden kinetik ve potansiyel enerjiyi karşılaştırabilme
2. ÜNİTE: KUVVET VE ENERJİYİ KEŞFEDELİM · Kuvvet, İş ve Enerji İlişkisi
Aşağıda üç farklı durum verilmiştir. Çekim potansiyel enerjisi değerlendirilirken zemin seviyesi başlangıç kabul edilecektir; zemin üzerindeki cisimlerin çekim potansiyel enerjisi sıfır sayılacaktır.
- Kitaplıktaki bir rafta hareketsiz duran kitap
- Zemin üzerinde yuvarlanarak ilerleyen bir top
- Zemin üzerinde duran, iki ucundan bastırılarak sıkıştırılmış bir yay
Her durumdaki cismin sahip olduğu enerji türünü (kinetik enerji, çekim potansiyel enerjisi, esneklik potansiyel enerjisi) yazınız.
Kinetik enerji ile potansiyel enerji arasındaki temel farkı yazınız.
Bir öğrenci, kinetik ve potansiyel enerjinin bağlı olduğu değişkenleri incelemek için aşağıdaki tabloları hazırlamıştır.
Tablo 1: Hareket eden toplar (yatay zeminde)
| Top | Kütle (kg) | Sürat (m/s) |
|---|---|---|
| K | 2 | 4 |
| L | 2 | 8 |
| M | 4 | 4 |
Tablo 2: Raflarda duran cisimler
| Cisim | Kütle (kg) | Yerden yükseklik (m) |
|---|---|---|
| X | 1 | 2 |
| Y | 1 | 4 |
| Z | 3 | 2 |
Tablo 1'deki hangi topları karşılaştırarak kinetik enerjinin sürate, hangi topları karşılaştırarak kütleye bağlı olduğunu gösterebiliriz? L ve M toplarının kinetik enerjilerini K topunun kinetik enerjisiyle karşılaştırınız.
Tablo 2'deki cisimlerden hangilerini karşılaştırarak çekim potansiyel enerjisinin yüksekliğe, hangilerini karşılaştırarak kütleye bağlı olduğunu gösterebiliriz? Açıklayınız.
Tablolardan yararlanarak kinetik enerji ile çekim potansiyel enerjisinin bir benzerliğini ve bir farklılığını yazınız.
Ece, parkta aşağıda ve şekilde verilen durumları gözlemlemiştir. Çekim potansiyel enerjisi değerlendirilirken zemin seviyesi başlangıç kabul edilecektir; zemin üzerindeki cisimlerin çekim potansiyel enerjisi sıfır sayılacaktır.
- Kaydırağın yerden 2 m yükseklikteki tepesinde hareketsiz oturan bir çocuk
- Salıncakta, yerden 0,5 m yükseklikteki en alt noktadan hızla geçen bir çocuk
- Zemin üzerinde duran, sıkıştırılıp bir mandalla tutulan oyuncak yay
- Zemin üzerinde yuvarlanan bir bilye
Her durumda cismin sahip olduğu enerji türlerini (kinetik, çekim potansiyel, esneklik potansiyel) belirleyiniz. Bir durumda birden fazla enerji türü bulunabilir.
Ali, "1. durumdaki çocuk hareket etmediğine göre hiç enerjisi yoktur." demiştir. Ali'nin ifadesini gerekçesiyle değerlendiriniz.
Kaydırağın 2 m yükseklikteki tepesinde kütleleri 30 kg ve 45 kg olan iki çocuk hareketsiz durmaktadır. Hangi çocuğun çekim potansiyel enerjisi daha büyüktür? Gerekçesiyle açıklayınız.
Puanlar sorunun kendi içindeki dağılımıdır; senaryo kâğıdında tüm sorular birlikte 100 puana ölçeklenir.