Kütle ve Ağırlık İlişkisi: Kütle (Eşit Kollu Terazi, kg ve g) ile Ağırlık (Dinamometre, Newton) Kavramlarının Karşılaştırılması ve Yer Çekimi Kuvveti
FB.5.2.3: Kütle ve ağırlık kavramlarına ilişkin temel özellikleri (tanım, ölçüm aracı, birim ve konuma bağlılık) belirleyebilme · FB.5.2.3: Kütle ile ağırlık arasındaki benzerlikleri (madde miktarıyla doğru orantılı artış) ve farklılıkları karşılaştırmalı olarak listeleyebilme · FB.5.2.3: Yer çekimi kuvvetinin Dünya üzerindeki konuma (deniz seviyesi-zirve, ekvator-kutuplar) ve gök cismine (Dünya-Ay) göre ağırlığı nasıl değiştirdiğini çözümleyebilme
- Bir cismi oluşturan değişmeyen madde miktarına kütle denir; eşit kollu terazi ile ölçülür, birimi kilogram (kg) veya gramdır (1 kg = 1000 g) ve bulunulan yere göre asla değişmez.
- Kütleye etki eden yer çekimi kuvvetinin büyüklüğüne ağırlık denir; dinamometre ile ölçülür, birimi Newton’dur (N), yönü yerin merkezine doğrudur ve bulunulan konuma göre değişir.
- Dünya yüzeyinde 1 kg kütleye yaklaşık 10 N yer çekimi kuvveti etki eder; Ay’ın çekim kuvveti Dünya’nın 16’i kadar olduğundan Dünya’da 60 N gelen cisim Ay’da 10 N ölçülür.
Sol sütunda verilen kütle ve ağırlık kavramlarını sağ sütundaki bilimsel açıklamalarıyla eşleştiriniz.
Kütle, ağırlık ve yer çekimi kuvvetiyle ilgili yargıların doğru olanlarına D, yanlış olanlarına Y kutusunu işaretleyiniz.
| D | Y | |
| Aynı ortamda bulunan iki cisimden kütlesi büyük olanın dinamometrede oluşturacağı uzama miktarı da daha büyüktür. | ✓ | |
| Deniz kıyısından yüksek bir dağın zirvesine çıkıldıkça cismin hem kütlesi hem de ağırlığı azalır. | ✓ | |
| Dünya’nın cisimlere uyguladığı yer çekimi kuvvetinin yönü daima yerin merkezine doğrudur. | ✓ | |
| Türk-İslam bilginleri Bîrûnî ve Hâzinî, Newton’dan yüzyıllar önce yerin merkezine doğru çekim gücünü açıklamışlardır. | ✓ | |
| Günlük konuşmada «Manavdan 4 kilogram ağırlığında elma aldım» cümlesi bilimsel olarak doğru bir kullanımdır. | ✓ |
Görseldeki uzay araştırması kartında Dünya yüzeyinde kütlesi 36 kg olarak ölçülen keşif robotunun Dünya’daki ağırlığı, Ay’daki kütlesi ve Ay’daki ağırlığı hangi seçenekte
- ADünya’da ağırlık: 360 N — Ay’da kütle: 36 kg — Ay’da ağırlık: 60 N
- BDünya’da ağırlık: 360 N — Ay’da kütle: 6 kg — Ay’da ağırlık: 60 N
- CDünya’da ağırlık: 36 N — Ay’da kütle: 36 kg — Ay’da ağırlık: 6 N
- DDünya’da ağırlık: 60 N — Ay’da kütle: 6 kg — Ay’da ağırlık: 360 N
Görseldeki dört ölçüm kartında verilen cisimlerin Dünya’daki kütlesini, Dünya’daki ağırlığını ve Ay’daki ağırlığını hesaplayarak tabloyu
| İncelenen Cisim | Dünya’daki Ağırlığı | Ay’daki Ağırlığı |
|---|---|---|
| 1. Çelik Küre (6 kg) | 60 N | 10 N |
| 2. Kaya Örneği (12 kg) | 120 N | 20 N |
| 3. Uydu Parçası (30 kg) | 300 N | 50 N |
| 4. Oksijen Tüpü (48 kg) | 480 N | 80 N |
Görseldeki dağ kesitinde özdeş bir demir blok sırasıyla P (Deniz kıyısı), R (Dağ yamacı) ve S (Dağ zirvesi) noktalarında özdeş dinamometrelerle tartılıyor. Ölçülen
- AS > R > P
- BP = R = S
- CP > R > S
- DR > P > S
Cümlelerde boş bırakılan yerleri kutudaki uygun kavramlarla tamamlayınız.
- Bir cismin içerdiği madde miktarı evrenin her yerinde sabit kaldığı için kütle konuma göre değişmez.
- Gök cisminin kütlesi ve büyüklüğü arttıkça üzerindeki varlıklara uyguladığı kütle çekim kuvveti de artar.
- Dünya kutuplardan basık, Ekvator’dan şişkin olduğu için Ekvator’dan Kutuplara gidildikçe cismin ağırlığı artış gösterir.
- Ağırlık bir kuvvet çeşidi olduğu için uluslararası bilim dilinde Newton birimiyle ifade edilir.
Görseldeki dört kartta özdeş 12 kg kütleli bir araştırma çantasının farklı yerlerdeki konumları verilmiştir. Çantanın ağırlığını en küçük olandan en büyük
- 2Dünya’da Ekvator üzerindeki yüksek dağ zirvesi (Yerin merkezine en uzak Dünya noktası)
- 4Dünya’da Kuzey Kutbu deniz seviyesi (Basıklık nedeniyle yerin merkezine en yakın nokta)
- 1Ay yüzeyindeki krater düzlüğü (Çekim kuvveti Dünya’nın 16’i kadar)
- 3Dünya’da Ekvator üzerindeki deniz kıyısı (Merkeze orta uzaklıkta)
İpuçlarındaki kavramları kutulara yazınız. Numaralı harflerle “cisimlerin değişmeyen madde miktarını (kütlesini) ölçmek için kullanılan eşit
Turuncu kutulardaki harfler yukarıdan aşağıya: TERAZİ
Görselde Dünya’nın geoit şekli üzerinde K (Kuzey Kutbu), L (Orta Kuşak) ve M (Ekvator Çizgisi) noktaları işaretlenmiştir. Aynı kargo paketi M noktasından K noktasına taşındığında
- AEşit kollu terazi ölçümü artar, dinamometre ölçümü değişmez.
- BEşit kollu terazi ölçümü değişmez, dinamometre ölçümü artar.
- CEşit kollu terazi ölçümü değişmez, dinamometre ölçümü azalır.
- DHem eşit kollu terazi hem de dinamometre ölçümü azalır.
Görseldeki karşılaştırma şemasını inceleyerek kütle ile ağırlık kavramlarının birbirine benzeyen ortak yönünü ve birbirinden ayrılan
Görseldeki deneyde özdeş dinamometrelere asılan X cismi Dünya’da 3 bölme, Y cismi ise Ay’da 2 bölme uzama sağlamıştır (1 bölme = 10 N). Yalnız bu verilere göre
- AX cisminin Dünya’daki ağırlığı 30 N, kütlesi ise 3 kg’dır.
- BY cisminin Ay’daki ağırlığı 20 N, Dünya’daki ağırlığı ise 120 N’dur.
- CY cisminin kütlesi (12 kg), X cisminin kütlesinden (3 kg) dört kat büyüktür.
- DX cismi Ay’a götürülürse aynı dinamometrede 6 bölme uzama meydana getirir.
Görseldeki deneyde Dünya’da eşit kollu terazinin sol kefesindeki 15 kg’lık demir kütle, sağ kefedeki kaya parçasıyla dengededir. Bu düzenek Ay yüzeyine götürülürse