Fizik Dersi 11.Sınıf Ders Kitabı — Sayfa 55 Cevapları

Etki-tepki: kişi tekneyi geriye iter, tekne de kişiyi ileri iter. Teknenin kütlesi büyükse hızı küçük olur.

1. Kişi ile tekne arasındaki etkileşimi Newton'ın III. Hareket Yasası (etki-tepki) çerçevesinde incele.
2. Kişinin rıhtıma doğru ileri sıçrayabilmek için ayaklarıyla tekneyi geriye doğru ittiğini belirle.
3. Teknenin de kişiye eşit büyüklükte ve ileri yönde tepki kuvveti uyguladığını, kendisinin ise atlama yönünün tersine uzaklaştığını yaz.

Kendini kontrol et: Kişinin atladığı yön ile teknenin hareket yönünün birbirine zıt olduğunu kontrol ettin mi?

Kuvvetler karışmadan, eksen başına toplanır; hatalar azalır.

1. Serbest cisim diyagramının yalnızca incelenen cisme etki eden dış kuvvetleri tek bir noktada topladığını belirt.
2. Eğik kuvvetlerin seçilen dik eksenlerde (x ve y) bileşenlerine kolayca ayrılmasını sağladığını açıkla.
3. Her eksendeki kuvvetlerin yönleriyle toplanarak F_net değerinin hatasız bulunmasına ve F_net = m·a denkleminin kurulmasına yardımcı olduğunu tartış.

Kabul edilebilir başka cevaplar: Cismi çevreden soyutlayıp yalnız ona etkiyen kuvvetleri yönleriyle görünür kılar; böylece iç kuvvetler karışmadan vektörel toplam ve ivme doğru hesaplanır. (Serbest cisim diyagramının vektörel net kuvvet ve ivme hesabını kolaylaştırma rolünü açıklayan tüm yanıtlar geçerlidir.)

Kendini kontrol et: Açıklamanda kuvvetlerin yönlerini görme, bileşenlere ayırma ve F_net = m·a bağıntısına geçiş katkılarına değindin mi?

Newton'ın I. yasasına göre net kuvvet sıfırsa ivme sıfırdır; hız değişmez.

1. Dengelenmiş kuvvetlerin bileşkesinin yani cisme etki eden net kuvvetin sıfır (F_net = 0) olduğunu yaz.
2. Newton'ın I. Hareket Yasası'na göre net kuvvet sıfırken ivmenin de sıfır (a = 0) olduğunu belirle.
3. Cismin ilk durumuna göre iki olasılığı açıkla: duruyorsa durmaya, hareketliyse sabit hızla doğrusal hareketine devam eder.

Kendini kontrol et: Yanıtında hem durgun cismin durmaya devam etmesini hem de hareketli cismin sabit hızlı doğrusal hareketini belirttin mi?

Sabit hızda ivme sıfırdır. F=m·a=2·0=0 N.

1. Verilenler: m = 2 kg, hız sabit 10 m/s; istenen bileşke kuvvet.
2. Hız değişmediği için ivme a = 0.
3. Newton'un II. yasası: F_net = m·a = 2 · 0 = 0 N.

Kendini kontrol et: Sabit hız ifadesinden ivmenin a = 0 m/s² olduğunu görüp F_net = 0 N sonucunu doğruladın mı?

Hava direnci ihmalde tepe noktada yalnız yer çekimi vardır. Bu yüzden top yavaşça aşağı ivmelenir.

1. Topun maksimum yüksekliğe ulaştığı anda anlık hızının sıfır (v = 0) olduğunu belirle.
2. Hızın sıfır olmasının kuvvetin sıfır olduğu anlamına gelmediğini, Dünya'nın kütle çekim etkisinin sürdüğünü dikkate al.
3. Tepe noktasında topa düşey aşağı yönde ağırlık kuvvetinin (G = m·g) etki ettiğini ve net kuvvetin G olduğunu açıkla.

Kendini kontrol et: Tepe noktasında G ağırlığı etki etmeseydi topun neden geri düşemeyeceğini düşünerek cevabını doğruladın mı?

İvme yukarı olduğunda zemin kuvveti N, ağırlıktan büyüktür: N−mg=ma, yani N=m(g+a). Hissedilen ağırlık artar.

1. Asansör yukarı yönde düzgün hızlandığı için ivmenin (a) düşey yukarı yönlü olduğunu belirle.
2. Kişiye etki eden kuvvetleri yaz: ağırlık (G = m·g) aşağı, asansör tabanının normal kuvveti (N) yukarı yönlüdür.
3. Newton'ın II. yasasından N − m·g = m·a yani N = m·(g + a) elde ederek hissedilen ağırlığın (N) arttığını açıkla.

Kendini kontrol et: Yukarı ivmelenme için N > m·g eşitsizliğinin sağlandığını ve taban tepkisinin arttığını kontrol ettin mi?

Sürtünme yok, kutuya yatay kuvvet etki etmez. Eylemsizlik nedeniyle yer gözlemcisine göre durur, araç ileri gidince kasada geriye gider.

1. Kamyonet kasası sürtünmesiz olduğundan araç ileri hızlanırken kutuya yatay doğrultuda hiçbir kuvvet etki etmediğini belirle.
2. Newton'ın I. yasası (eylemsizlik) gereği net kuvvet sıfır olduğu için kutunun yere göre durgun hâlini koruduğunu yaz.
3. Araç ileri doğru hareket ettiği için araçtaki gözlemciye göre kutunun kasanın arkasına doğru kaydığını açıkla.

Kendini kontrol et: Kutunun hareketini hem yerdeki durgun gözlemciye hem de kamyonete göre ayrı ayrı doğru yorumladın mı?

Etki-tepki yasası: hortum suya ileri kuvvet uygular, su da hortuma eşit büyüklükte geri kuvvet uygular; bu yüzden itfaiyeci zor tutar.

1. Hortumdan hızla ileri fışkıran su ile hortum arasındaki etkileşimi Newton'ın III. yasasıyla ilişkilendir.
2. Hortumun suya ileri yönde büyük bir itme kuvveti uyguladığını belirle.
3. Suyun da hortuma ve hortumu tutan itfaiye erine eşit büyüklükte, geriye doğru tepki kuvveti uygulayarak onu geriye ittiğini açıkla.

Kendini kontrol et: Suyun fışkırma yönü ile itfaiye erinin itildiği yönün birbirine zıt olduğunu doğruladın mı?

Her iki ucundaki ip aynı F kuvvetini uygular; kuvvetölçer iki kuvvetin toplamını değil bir ucundaki kuvveti gösterir. Dengede olduğu için F okunur.

1. Kuvvetölçerin iki ucu zıt yönde F kuvvetiyle çekiliyor; net kuvvet sıfır, kuvvetölçer dengede.
2. Kuvvetölçer yayı, bir ucundaki gerilmeyi ölçer; iki kuvvet toplanmaz.
3. Bir ucu duvara bağlı olsaydı duvar da F uygulardı; durum aynıdır.
4. Kuvvetölçer F değerini gösterir.

Kendini kontrol et: Kuvvetölçerin bir ucunu duvara bağlayıp diğer ucunu F ile çektiğinde de aynı F değerinin okunacağını düşündün mü?

Önceki sorulardan bu üç yasa özetlenir; öğrenci kendi cümleleriyle yazar.

1. Etkinlikteki dengede kalan veya sabit hızla giden cisim örneklerinden yararlanarak I. yasayı (eylemsizlik) kendi cümlelerinle yaz.
2. Net kuvvet etkisinde hızlanan veya yavaşlayan cisim örneklerinden F_net = m·a ilişkisini kurarak II. yasayı ifade et.
3. Tekneden atlama, duvara çarpma ve yangın hortumu örneklerinden yararlanarak III. yasayı (etki-tepki) açıkla.

Kabul edilebilir başka cevaplar: Cisim net kuvvet yoksa hızını korur; net kuvvet varsa kuvvet yönünde ivmelenir; etkileşen iki cisim birbirine eşit ve zıt kuvvet uygular. (Üç hareket yasasını da bilimsel olarak doğru ve kendi cümleleriyle özetleyen her ifade geçerlidir.)

Kendini kontrol et: Kendi cümlelerinle yazdığın ifadelerde eylemsizlik, net kuvvet-ivme ilişkisi ve etki-tepki ilkelerinin üçü de yer alıyor mu?