Fen Bilimleri 7. Sınıf - Kuvvet, İş, Enerji ve Atom Ünitesi Tekrar Notları
Kuvvet Nedir?
Kuvvet, cisimlerin şeklini, hareketini veya yönünü değiştirebilen etkidir. Temas gerektiren veya temas gerektirmeyen kuvvetler olmak üzere ikiye ayrılır.
- Temas Gerektiren Kuvvetler: İtme, çekme, sürtünme, yerçekimi gibi.
- Temas Gerektirmeyen Kuvvetler: Mıknatısların birbirini itmesi veya çekmesi, elektriklenme, yerçekimi (uzaktan etki eder).
Kuvvetin büyüklüğü Newton (N) ile ölçülür. Kuvvet vektörel bir büyüklüktür, yani hem yönü hem de büyüklüğü vardır.
İş Nedir?
Fizikte iş, bir kuvvetin uygulanması sonucu cismin hareket doğrultusunda yer değiştirmesi durumunda yapılır. İş yapılabilmesi için kuvvetin uygulanması ve cismin kuvvet doğrultusunda hareket etmesi gerekir.
Formül: İş (\(W\)) \(=\) Kuvvet (\(F\)) \(\times\) Yol (\(x\))
İşin birimi Joule (J)'dir.
Önemli Not: Kuvvetin uygulanma yönü ile cismin hareket yönü aynı veya zıt ise iş yapılır. Eğer kuvvet, hareket doğrultusuna dik ise iş yapılmaz. Örneğin, çantayı yukarı taşırken yapılan iş pozitifken, çantayı yatayda taşırken yerçekimine karşı iş yapılmaz (ama kişi kendi kas gücünü kullanır).
Enerji Nedir?
Enerji, iş yapabilme yeteneğidir. Enerji türleri arasında:
- Kinetik Enerji: Hareketli cisimlerin sahip olduğu enerjidir. Hızı artan cismin kinetik enerjisi artar. Formülü: \(E_k = \frac{1}{2}mv^2\)
- Potansiyel Enerji: Cismin konumundan veya durumundan dolayı sahip olduğu enerjidir.
- Yer Çekimi Potansiyel Enerjisi: Cismin yüksekliğine bağlıdır. Formülü: \(E_p = mgh\)
- Esneklik Potansiyel Enerjisi: Yay gibi esnek cisimlerin sıkıştırılması veya gerilmesiyle depolanan enerjidir.
Enerji, bir türden başka bir türe dönüşebilir (enerjinin korunumu yasası). Enerjinin birimi de Joule (J)'dir.
Atom Nedir?
Atom, maddenin en küçük yapı taşıdır. Her elementin kendine özgü atomu vardır.
- Çekirdek: Atomun merkezinde bulunur. Proton (+) ve nötron (yüksüz) taneciklerinden oluşur.
- Elektron: Çekirdek etrafında belirli yörüngelerde dolanan (-) yüklü taneciklerdir.
Atom numarası (proton sayısı), bir elementin kimliğini belirler. Nötr bir atomda proton sayısı elektron sayısına eşittir.
Kuvvet, İş ve Enerji İlişkisi
Kuvvet, iş yapabilmek için gereklidir. Yapılan iş ise enerjinin bir şekilden başka bir şekle dönüşmesine neden olur. Örneğin, bir yayı sıkıştırmak için kuvvet uygularız (iş yaparız) ve bu yayı sıkıştırdığımızda yayda esneklik potansiyel enerjisi depolarız.
Özet Tablo
| Büyüklük | Birim | Formül (varsa) | Açıklama |
| Kuvvet | Newton (\(N\)) | - | Cisimlerin şeklini, hareketini değiştiren etki. |
| İş | Joule (\(J\)) | \(W = F \times x\) | Kuvvetin etkisiyle yer değiştirme. |
| Enerji | Joule (\(J\)) | \(E_k = \frac{1}{2}mv^2\), \(E_p = mgh\) | İş yapabilme yeteneği. |
| Atom | - | - | Maddenin en küçük yapı taşı. |
✍️ Çözümlü Örnek Sorular
Soru 1:
Kütlesi \(10\) kg olan bir cismi, \(50\) N büyüklüğündeki sabit bir kuvvetle \(4\) metre yatayda hareket ettiriyoruz. Bu kuvvetin yaptığı iş kaç Joule'dür?
Çözüm 1:Yapılan işi hesaplamak için \(W = F \times x\) formülünü kullanırız.
- Kuvvet (\(F\)) \(=\) \(50\) N
- Yol (\(x\)) \(=\) \(4\) m
- İş (\(W\)) \(=\) \(50 \text{ N} \times 4 \text{ m} = 200 \text{ J}
Dolayısıyla, kuvvetin yaptığı iş \) 200 \( Joule'dür. 💡
Soru 2:
Yerde duran \) 2 \( kg kütleli bir kutuyu, \) 10 \( metre yüksekliğe çıkarmak için ne kadar yer çekimi potansiyel enerji kazanırız? (Yer çekimi ivmesini \) g \(= 10 \text{ m/s}\) ^2 \( alınız.)
Çözüm 2:Yer çekimi potansiyel enerjisini hesaplamak için \) E_p \(=\) mgh \( formülünü kullanırız.
- Kütle (\) m \() = \) 2 \( kg
- Yer çekimi ivmesi (\) g \() = \) \(10 \text{ m/s}\) ^2 \(
- Yükseklik (\) h \() = \) 10 \( m
- Potansiyel Enerji (\) E_p \() = \) \(2 \text{ kg} \times 10 \text{ m/s}\) ^ \(2 \times 10 \text{ m} = 200 \text{ J}\)
Kutu, \(200\) Joule yer çekimi potansiyel enerji kazanır. 🚀
Yatay ve sürtünmesiz bir zeminde duran bir koliyi \( 15 \) N büyüklüğündeki bir kuvvetle kuvvet doğrultusunda \( 4 \) metre boyunca iten bir öğrencinin yaptığı fiziksel iş kaç Joule (J) olur?
\[ W \(=\) F \(\cdot \Delta\) x \]
B) \( 19 \)
C) \( 30 \)
D) \( 60 \)
Bir cismin çekim potansiyel enerjisi ile ilgili aşağıda verilen ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Cismin sürati arttıkça çekim potansiyel enerjisi de artar.B) Cismin yerden yüksekliği arttıkça çekim potansiyel enerjisi artar.
C) Çekim potansiyel enerjisi sadece cismin kütlesine bağlıdır.
D) Aynı yükseklikteki cisimlerden kütlesi küçük olanın potansiyel enerjisi daha büyüktür.
Kütlesi \( 2 \) kg olan bir topun sürati \( 4 \) m/s'dir. Bu topun sahip olduğu kinetik enerjiyi hesaplamak için aşağıdaki formül kullanılır:
\[ E_k \(= \frac{1}{2} \cdot\) m \(\cdot\) v^2 \] Buna göre topun kinetik enerjisi kaç Joule'dür?
B) \( 8 \)
C) \( 16 \)
D) \( 32 \)
Atomu oluşturan temel parçacıklar ve bu parçacıkların bulundukları yerler ile ilgili verilen aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Protonlar negatif yüklü parçacıklardır ve katmanlarda bulunurlar.B) Nötronlar yüksüz parçacıklardır ve atomun çekirdeğinde bulunurlar.
C) Elektronlar pozitif yüklü parçacıklardır ve çekirdekte bulunurlar.
D) Atomun kütlesini sadece katmanlarda bulunan elektronlar oluşturur.
Atom modellerinin tarihsel gelişim sürecinde, atomu içerisinde artı ve eksi yüklerin rastgele dağıldığı bir "üzümlü keke" benzeten bilim insanı aşağıdakilerden hangisidir?
A) John DaltonB) Ernest Rutherford
C) Niels Bohr
D) J.J. Thomson
Bir atomda bulunan temel parçacıkların kütleleri arasındaki büyüklük ilişkisi yaklaşık olarak aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?
\[ (p: Proton, n: N \(\ddot{o}\) tron, e: Elektron) \]
B) \( e > p = n \)
C) \( p \approx n > e \)
D) \( e > n > p \)
Fen bilimleri dersinde "iş" kavramını öğrenen bir öğrenci, günlük hayattaki bazı olayları gözlemliyor. Fiziksel anlamda iş yapılabilmesi için bir cisme kuvvet uygulanmalı ve cisim uygulanan kuvvet doğrultusunda yol almalıdır.
Buna göre, aşağıdaki durumların hangisinde fiziksel anlamda iş yapılmıştır?
B) Bir duvarı tüm gücüyle itmesine rağmen hareket ettiremeyen sporcu.
C) Yerde duran bir kutuyu belirli bir kuvvet uygulayarak 5 metre uzağa iten çocuk.
D) Sırtındaki çantayla yatay bir yolda sallanmadan sabit hızla yürüyen öğrenci.
Bir cismin ağırlığına ve yerden yüksekliğine bağlı olarak sahip olduğu enerjiye çekim potansiyel enerjisi denir.
Özdeş \( K \), \( L \) ve \( M \) bilyelerinin yerden yükseklikleri sırasıyla \( 3h \), \( h \) ve \( 2h \) olduğuna göre, bu bilyelerin sahip oldukları çekim potansiyel enerjilerinin büyükten küçüğe sıralanışı aşağıdakilerden hangisidir?
B) \( L > M > K \)
C) \( K = L = M \)
D) \( M > K > L \)
Sürtünmelerin ihmal edildiği bir ortamda, belirli bir yükseklikten serbest bırakılan bir topun yere düşene kadar geçen süredeki enerji dönüşümü inceleniyor.
Bu süreçte topun enerjisi ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
B) Topun çekim potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür.
C) Topun toplam mekanik enerjisi sürekli artar.
D) Topun yerden yüksekliği arttığı için potansiyel enerjisi artar.
Atomun yapısını oluşturan temel parçacıkların kütleleri arasındaki büyüklük ilişkisi yaklaşık olarak şöyledir:
\[ m_{p} \(\approx\) m_{n} > m_{e} \] Buna göre, atomun çekirdeğinde yer alan ve elektriksel yükü bulunmayan (yüksüz) parçacık aşağıdakilerden hangisidir?
B) Nötron
C) Elektron
D) Katman
Cevap Anahtarı ve Detaylı Çözümler İçin QR Kodu Okutun
https://yazili.eokultv.com/test/5068-7-sinif-kuvvet-is-enerji-test-coz-orbp