Fizik laboratuvarı
Olayı gözünde canlandır, büyüklükleri ve birimleri takip et.
8 bölüm · ~20 dk · 21 etkileşim
Hareket ve Kuvvet, 9. sınıf fizik müfredatının temel ünitelerinden biridir. TYT Fen Bilimleri testindeki 7 fizik sorusundan genellikle 1 tanesi doğrudan bu konudan gelir. Ancak buradaki kavramlar (hız, ivme, net kuvvet, sürtünme) enerji, basınç ve elektrik gibi pek çok konunun da temelini oluşturur. Bu yüzden konuyu sağlam öğrenmek, yalnızca bir soruyu değil fizik netinin genelini etkiler.
Konu iki ana bölümden oluşur. Kinematik, hareketin nasıl gerçekleştiğini (konum, yol, hız, ivme) inceler. Dinamik ise hareketin nedenini, yani kuvveti ve Newton'un hareket yasalarını ele alır. TYT'de bu sorular çoğunlukla kavramsaldır ya da bir iki adımlık basit hesaplar içerir; karmaşık denklem çözmek gerekmez.
1Hareketi tanımlayan kavramlar
İlk bölüm! Temeli burada atıyoruz, acele etme.
Bir cismin hareketini anlatmak için önce doğru kelimeleri seçmek gerekir. Kartın önündeki kavramı kendin tanımla, sonra çevir.
| Skaler büyüklükler | Vektörel büyüklükler |
|---|---|
| Kütle, zaman, sürat, alınan yol | Hız, yer değiştirme, ivme, kuvvet |
Bir öğrenci evinden çıkıp düz bir cadde boyunca doğuya doğru 300 m yürüyor, ardından aynı cadde üzerinde batıya doğru 100 m geri dönüp duruyor.
Buna göre öğrencinin aldığı toplam yol ve yer değiştirmesinin büyüklüğü sırasıyla aşağıdakilerden hangisidir?
2Sabit hızlı hareket ve ortalama sürat
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
Hız sabitse (düzgün doğrusal hareket) ivme sıfırdır. Konum-zaman grafiği eğik bir doğrudur ve bu doğrunun eğimi hızı verir. Hız-zaman grafiği ise zaman eksenine paralel bir doğrudur.
Ortalama sürat, süratlerin aritmetik ortalaması değildir. Eşit sürelerde gidilmişse aritmetik ortalama doğru sonucu verir; eşit yollarda gidilmişse vermez. Bu tuzağı bir örnekte gör:
Bir otomobil 2 saat boyunca 60 km/h, ardından 1 saat boyunca 90 km/h sabit süratle gidiyor. Otomobilin tüm yolculuktaki ortalama sürati kaç km/h'tir?
3İvme ve sabit ivmeli hareket
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
Hız ile ivme aynı yöndeyse cisim hızlanır, zıt yöndeyse yavaşlar. TYT için sabit ivmeli harekette iki bağıntı yeterlidir:
Hız-zaman grafiğinin eğimi ivmeyi, grafiğin altında kalan alan yer değiştirmeyi verir.
Doğrusal bir yolda 4 m/s hızla giden bir bisikletli, 8 saniyede hızını düzgün olarak 20 m/s'ye çıkarıyor. Bisikletlinin ivmesi ve bu 8 saniyede aldığı yol nedir?
Bisikletlinin hız-zaman grafiği: eğim 2 m/s² ivmeyi, doğrunun altındaki alan 96 m yer değiştirmeyi verir.
4Kuvvet ve Newton'un hareket yasaları
Bunu bir arkadaşına anlatabilir misin? Kafanda bir dene.
Kuvvet, cisimlerin hareket durumunu ya da şeklini değiştirebilen etkidir. Birimi newton (N) olup vektöreldir. 1 N, 1 kg kütleye 1 m/s² ivme kazandıran kuvvettir. Net (bileşke) kuvvet, cisme etki eden bütün kuvvetlerin yönleri dikkate alınarak bulunan toplamıdır: aynı yönlü kuvvetler toplanır, zıt yönlü kuvvetler birbirinden çıkarılır.
Buz pistinde duran 60 kg kütleli Ali ile 40 kg kütleli Ayşe birbirini itiyor. İtme sırasında Ali, Ayşe'ye 120 N büyüklüğünde kuvvet uyguluyor. Sürtünme önemsenmediğine göre ikisinin ivmeleri kaçtır?
5Sürtünme kuvveti
Yarıyı geçtin, harika gidiyorsun! 3 bölüm kaldı.
Buradaki N, birim olan newton ile karıştırılmamalıdır. Sürtünme kuvveti:
- harekete ya da hareket eğilimine zıt yöndedir,
- yüzeylerin cinsine ve tepki kuvvetine bağlıdır,
- temas yüzeylerinin alanına bağlı değildir.
Duran bir cisme uygulanan kuvvet, sürtünmenin alabileceği en büyük değeri aşmadıkça cisim harekete geçmez; bu durumda sürtünme kuvveti uygulanan kuvvete eşit olur ve net kuvvet sıfırdır.
Yatay bir zeminde duran 6 kg kütleli bir kutuya zemine paralel 42 N büyüklüğünde kuvvet uygulanıyor ve kutu harekete geçiyor. Kutu ile zemin arasındaki kinetik sürtünme katsayısı 0,2 ise kutunun ivmesi kaçtır? (g = 10 m/s²)
Yatay bir zeminde bulunan 10 kg kütleli bir kutu ile zemin arasındaki kinetik sürtünme katsayısı 0,3'tür. Kutu, zemine paralel bir kuvvetle çekilerek sabit hızla hareket ettiriliyor.
Buna göre kutuya uygulanan kuvvetin büyüklüğü kaçtır? (g = 10 m/s² alınız.)
6Sık yapılan hatalar
Takıldığın yere not al, sonra birlikte döneriz.
Aşağıdaki yargılar öğrencilerin en sık düştüğü yanılgılardan derlendi. Doğru mu, yanlış mı?
Hızı büyük olan cismin ivmesi de büyük olmak zorundadır.
Ortalama sürat, süratlerin aritmetik ortalamasıdır.
Geri dönüşlü harekette yol toplanır, yer değiştirmede ise zıt yönlü kısımlar birbirinden çıkarılır.
F = m · a bağıntısındaki F, cisme uygulanan kuvvettir.
Hareketi sürdürmek için kuvvet gerekir.
Etki-tepki kuvvetleri birbirini dengeler.
Kutuyu dar yüzü yerine geniş yüzü üzerine koymak sürtünmeyi artırır.
7ÖSYM'de nasıl soruluyor
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
TYT'de bu konu genellikle 1 soruyla temsil edilir ve sorular üç kalıpta toplanır:
- Kavram soruları: Eylemsizlik, etki-tepki, sürtünmenin bağlı olduğu değişkenler ya da günlük hayattan bir durumun (otobüste savrulma, kürek çekme, yürüme) hangi yasayla açıklandığı sorulur. Çoğunlukla I, II, III öncüllü yapıdadır.
- Grafik yorumlama: Konum-zaman ya da hız-zaman grafiğinden hız, ivme veya yer değiştirme çıkarılır; cismin hangi aralıkta hızlandığı, yavaşladığı ya da durduğu sorulur. Eğim ve alan fikri bu soruların çoğunu tek adımda çözer.
- Basit dinamik hesapları: Yatay düzlemde net kuvvet bulunur, Fnet = m · a ile ivmeye geçilir, ardından hız ya da yol hesaplanır. Sayılar genellikle g = 10 m/s² ile tam sonuç verecek şekilde seçilir.
Atış hareketleri ve kuvvetlerin bileşenlerine ayrılması gibi ayrıntılı hesaplar AYT kapsamındadır; TYT'de bu tür sorularla karşılaşma olasılığın düşüktür.
8Kısa tekrar
Son bölüm! Biraz kaldı, bitirmek üzeresin.
Yol , yer değiştirme ; sürat , hız dir. Sabit hızda x = ; ortalama sürat = . a = Δv / Δt ve v = ; sabit ivmede yol = . Konum-zaman grafiğinin eğimi ; hız-zaman grafiğinin eğimi , altındaki alan verir. Fnet = m · a; ivmeyi hesaplamadan önce mutlaka bul. Net kuvvet sıfırsa cisim ya ya da . Etki-tepki kuvvetleri eşit büyüklükte, zıt yönlü ve üzerindedir. Fs = k · N; yatay zeminde N = . Sürtünme, bağlı değildir. km/h ile m/s arasındaki dönüşümde sayısını unutma.