gamedschool

Kuvvet, İş ve Enerji konu anlatımı

7. sınıf Fen Bilimleri · Kuvvet ve Enerjiyi Keşfedelim

Ortaokul · 7. sınıf · Fen Bilimleri · Ünite: Kuvvet ve Enerjiyi Keşfedelim · ~3 dk okuma

Fiziksel anlamda iş, joule birimi; enerji, kinetik enerji ve potansiyel enerji (çekim ve esneklik) ile bağlı oldukları değişkenler.

Fiziksel anlamda iş

Günlük dilde “ödev yapmak, kitap okumak” da iştir. Fen bilimlerinde ise iş, bir cisme uygulanan kuvvetin, cismi kendi doğrultusunda hareket ettirmesidir.

İş = Kuvvet × Kuvvet doğrultusunda alınan yol (W = F × x)

  • Kuvvetin birimi newton (N), yolun birimi metre (m), işin birimi joule (J)’dür. 1 J = 1 N × 1 m.
  • İş yapılması için iki şart vardır: Cisme kuvvet uygulanmalı ve cisim kuvvet doğrultusunda yol almalıdır.

Örnek: Bir kutuyu 20 N’luk kuvvetle 5 m itersek yapılan iş: 20 × 5 = 100 J.

Hangi durumda iş yapılmaz?

Durumİş yapılır mı?Neden?
Duvarı itmekHayırDuvar yer değiştirmiyor
Çantayı elinde tutarak beklemekHayırYol alınmıyor
Çantayı elinde tutarak yatay yolda yürümekHayırKuvvet yukarı, hareket yatay (kuvvet doğrultusunda yol yok)
Çantayı yerden masaya kaldırmakEvetKuvvet yukarı, hareket yukarı
Alışveriş arabasını itmekEvetKuvvet ve hareket aynı doğrultuda

⚠️ Yorulmak iş yapıldığını göstermez! Ağır bir çantayı uzun süre tutmak yorar ama fiziksel anlamda iş yapılmaz.

Enerji ve kinetik enerji

Enerji, iş yapabilme yeteneğidir. Birimi de işin birimi gibi joule (J)’dür.

Kinetik enerji (hareket enerjisi): Hareket eden cisimlerin sahip olduğu enerjidir. Kinetik enerji iki değişkene bağlıdır:

  • Kütle: Aynı hızla giden kamyonun kinetik enerjisi bisikletten büyüktür.
  • Hız (sürat): Aynı araç hızlandıkça kinetik enerjisi artar.

Duran cisimlerin kinetik enerjisi sıfırdır.

💡 Hızlı giden araçların fren mesafesi uzundur; çünkü kinetik enerjileri büyüktür ve bu enerjinin sürtünmeyle ısıya dönüşmesi daha uzun sürer. Hız sınırları bu yüzden önemlidir.

Potansiyel enerji

Potansiyel enerji (durum enerjisi), cisimlerin konumları ya da durumları nedeniyle sahip oldukları depolanmış enerjidir.

Çekim potansiyel enerjisi: Yerden yüksekte bulunan cisimlerin enerjisidir.

  • Kütle arttıkça artar,
  • Yükseklik arttıkça artar.

Esneklik potansiyel enerjisi: Sıkıştırılmış ya da gerilmiş esnek cisimlerin (yay, lastik, ok yayı, trambolin) enerjisidir.

  • Esnek cismin ne kadar gerildiğine/sıkıştırıldığına (şekil değişimine),
  • Esnek cismin cinsine ve kalınlığına bağlıdır.
Enerji türüBağlı olduğu değişkenler
KinetikKütle, hız
Çekim potansiyelKütle, yükseklik
Esneklik potansiyelŞekil değişimi miktarı, esnek cismin cinsi

Kavramlar

İş
Kuvvetin cismi kendi doğrultusunda hareket ettirmesi.
Joule (J)
İş ve enerji birimi.
Kinetik enerji
Hareket eden cisimlerin enerjisi.
Potansiyel enerji
Konum ya da durumdan kaynaklanan depolanmış enerji.
Önemli noktalar
  • İş = kuvvet × kuvvet doğrultusunda alınan yol
  • İş ve enerjinin birimi joule (J)
  • Yol alınmazsa iş yapılmaz
  • Enerji: iş yapabilme yeteneği
  • Kinetik enerji kütle ve hıza bağlı
  • Çekim potansiyel enerjisi kütle ve yüksekliğe bağlı
  • Esneklik potansiyel enerjisi şekil değişimine bağlı

Örnek soru ve çözümü

Soru

Bir öğrenci 40 N ağırlığındaki çantasını yerden 1,5 m yüksekliğindeki rafa kaldırıyor. Kaç joule iş yapar?

Çözüm

W = F × x = 40 × 1,5 = 60 J. Çanta 60 J çekim potansiyel enerjisi kazanır.

Çözümlü örnekler

1. Duvarı 500 N kuvvetle iten birinin yaptığı iş kaç J’dür? KolayÇözüm

Duvar yer değiştirmediği için iş sıfırdır.

2. Aynı hızla giden bir otomobil ile bir kamyondan hangisinin kinetik enerjisi büyüktür? OrtaÇözüm

Kamyonun; kütlesi daha büyüktür.

3. K cismi 2 kg ve 3 m yükseklikte, L cismi 3 kg ve 2 m yükseklikte duruyor. Hangisinin çekim potansiyel enerjisi büyüktür? ZorÇözüm

Potansiyel enerji kütle × yükseklik ile orantılıdır: K için 2 × 3 = 6, L için 3 × 2 = 6. İkisinin potansiyel enerjisi eşittir.

Sık yapılan hatalar

  • Yorulmanın her zaman iş yapıldığını gösterdiğini sanmak.
  • Duran bir cismin kinetik enerjisi olduğunu düşünmek.
  • Esneklik potansiyel enerjisinin yüksekliğe bağlı olduğunu sanmak.

Biliyor muydun?

Bir elmayı yerden 1 m yukarı kaldırmak yaklaşık 1 joule iş gerektirir. Yani joule, “bir elmalık” iş gibi düşünülebilir!

Kendini dene

1. İşin birimi hangisidir?
  1. Joule
  2. Watt
  3. Metre
  4. Newton
Cevabı göster

Doğru cevap: A) Joule · J.

2. 30 N kuvvetle bir kutu 4 m itilirse yapılan iş kaç J olur?
  1. 7,5
  2. 34
  3. 120
  4. 26
Cevabı göster

Doğru cevap: C) 120 · 30 × 4.

3. Hangisinde fiziksel anlamda iş yapılır?
  1. Duvarı itmek
  2. Kitabı elde tutarak düz yolda yürümek
  3. Çantayı tutup beklemek
  4. Kovayı kuyudan yukarı çekmek
Cevabı göster

Doğru cevap: D) Kovayı kuyudan yukarı çekmek · Kuvvet ve hareket aynı doğrultuda.

4. Kinetik enerji hangi değişkenlere bağlıdır?
  1. Kütle ve yükseklik
  2. Kütle ve hız
  3. Yükseklik ve sıcaklık
  4. Hız ve renk
Cevabı göster

Doğru cevap: B) Kütle ve hız · Hareket enerjisi.

5. Gerilmiş bir lastikte hangi enerji depolanır?
  1. Esneklik potansiyel enerjisi
  2. Kinetik enerji
  3. Çekim potansiyel enerjisi
  4. Ses enerjisi
Cevabı göster

Doğru cevap: A) Esneklik potansiyel enerjisi · Esnek cisim.

Konunun tüm sorularını ve testlerini gamedschool’da çözebilir, yanlışlarını tekrar edebilirsin.

7. Sınıf Fen Bilimleri konuları
Konuyu oyunla pekiştir

gamedschool’da bu konunun testlerini çöz, XP ve altın kazan, Pixel Dünyası’nda arkadaşlarınla buluş. Öğrenciler için ücretsiz.

Ücretsiz kayıt ol