Sürtünme kuvveti günlük yaşamımızda kimi zaman güvenli bir şekilde yürümemizi ve araçların durmasını sağlayan bir dost, kimi zaman ise makine parçalarını aşındırıp enerji kaybına yol açan bir engeldir. Bu hafta öncelikle katı, sıvı ve gaz ortamlarda sürtünme kuvvetini artırma ve azaltma tasarımlarını inceleyerek 'Kuvveti Tanıyalım' öğrenme alanımızı tamamlıyor; ardından mikroskobik dünyaya adım atarak canlıların temel yapı birimi olan hücreyi keşfetmeye başlıyoruz.
Günlük Yaşamda Sürtünme Kuvvetini Artırma ve Azaltma Uygulamaları (FB.5.2.4)
Günlük yaşamda güvenli hareket etmek, kaymayı önlemek veya hızla düşen bir cismi yavaşlatmak istediğimizde sürtünme kuvvetini artıracak önlemler alırız. Kışın otomobil tekerleklerine derin dişli kış lastiği veya zincir takılması, buzlu yollara kum ve tuz serpilmesi, futbolcu kramponlarının ve dağcı botlarının altının girintili-çıkıntılı yapılması, kaleci eldivenlerinde pürüzlü kauçuk kullanılması ve haltercilerin ellerine magnezyum tozu sürmesi sürtünmeyi artıran uygulamalardır. Benzer biçimde paraşütlerin geniş yüzeyli tasarlanması hava direncini artırarak paraşütçünün yere güvenle inmesini sağlar.
Hareketi kolaylaştırmak, hızı artırmak, enerji tasarrufu sağlamak ve makine parçalarının aşınıp ısınmasını önlemek istediğimizde ise sürtünme kuvvetini azaltırız. Kapı menteşelerinin, bisiklet zincirlerinin ve motor parçalarının yağlanması; ağır eşyaların ve bavulların altına tekerlek takılması; dönen makine millerinde bilye (rulman) kullanılması ve yüzeylerin cilalanıp pürüzsüzleştirilmesi katı yüzeylerdeki sürtünmeyi azaltır.
Hava ve su ortamlarında hareket eden taşıtların (uçak, hızlı tren, yarış otomobili, gemi ve denizaltı) ön kısımlarının sivri ve akıcı ('V' biçiminde / aerodinamik-hidrodinamik) tasarlanması, hava ve su direncini en aza indirerek taşıtların daha az yakıtla daha hızlı ilerlemesini mümkün kılar.
İkinci Öğrenme Alanı Değerlendirmesi: Kuvvet, Kütle, Ağırlık ve Sürtünme
Kuvvet; duran cismi hareket ettiren, hareketli cismi hızlandıran, yavaşlatan, durduran, yönünü veya şeklini değiştiren etkidir. Kuvvetin büyüklüğü esnek cisimlerin (sarmal yayların) uzama özelliğinden yararlanılarak yapılan dinamometre ile ölçülür ve birimi Newton (N) olarak gösterilir. Bir dinamometreye uygulanan kuvvet iki katına çıktığında esnek yayın uzama miktarı da doğru orantılı olarak iki katına çıkar; ancak yayın esneklik sınırı aşılırsa yay bozulur.
Cisimlerin yapısındaki değişmeyen madde miktarına kütle denir; eşit kollu terazi ile ölçülür, birimi kilogram (kg) veya gramdır (g) ve cisim uzayda nereye götürülürse götürülsün değişmez. Kütleye etki eden yer çekimi kuvvetine ise ağırlık adı verilir; ağırlık bir kuvvet olduğu için dinamometre ile ölçülür ve birimi Newton'dur (N).
Ağırlık, bulunulan gök cisminin kütlesine ve yerin merkezine olan uzaklığa göre değişir. Dünya'da kütlesi 60 kg olan bir astronotun Dünya'daki ağırlığı yaklaşık 600 N iken, Ay'ın çekim kuvveti Dünya'nın 16'i kadar olduğundan aynı astronotun Ay'daki kütlesi yine 60 kg, fakat ağırlığı 6006 = 100 N olur.
Üçüncü Öğrenme Alanına Giriş: Hücre ve Temel Kısımları (FB.5.3.1)
Çevremizdeki bitkiler, hayvanlar ve insanlar gibi tüm canlılar, gözle görülemeyecek kadar küçük yapı taşlarından oluşur. Canlının canlılık özelliklerini (beslenme, solunum, boşaltım, büyüme) gösteren en küçük yapı birimine hücre adı verilir. Hücreler mikroskop adı verilen mercekli araçla incelenir ve gelişmiş bir hücre dıştan içe doğru hücre zarı, sitoplazma ve çekirdek olmak üzere üç temel kısımdan meydana gelir.
Hücre zarı; hücreyi dış ortamdan ayıran, ona şekil veren, canlı, esnek ve seçici geçirgen (yararlı maddeleri içeri alıp zararlıları almayan) örtüdür. Sitoplazma; hücre zarı ile çekirdek arasını dolduran, yumurta akı kıvamında yarı akışkan sıvıdır ve içinde besin üretimi, enerji, boşaltım gibi yaşamsal faaliyetleri yürüten organel adlı yapılar bulunur. Çekirdek ise hücrenin büyüme, bölünme ve onarım gibi tüm yaşamsal olaylarını yöneten yönetim merkezidir.
Bitki ve hayvan hücreleri karşılaştırıldığında; bitki hücresi köşeli bir şekle sahipken hayvan hücresi yuvarlak (oval) şekillidir. Ayrıca bitki hücresinde hücre zarının dışında cansız ve tam geçirgen hücre duvarı (çeperi) ile besin ve oksijen üreten kloroplast organeli bulunur; hayvan hücresinde ise hücre duvarı ve kloroplast yoktur.
Örnekler
Örnek 1Kışın buzlu yollarda belediye ekiplerinin yola kum ve tuz serpmesi ile sürücülerin kış lastiği takması sürtünme kuvvetini nasıl etkiler?
Cevabı göster
Buzlu yol çok kaygan olduğu için sürtünme kuvveti azdır; yola kum serpilmesi ve derin dişli kış lastiği kullanılması temas yüzeyinin pürüzlülüğünü artırarak sürtünme kuvvetini büyütür ve araçların kaymasını önler.
Örnek 2Yelkenli teknelerde rüzgârla ilerlemek için geniş yelken kumaşı kullanılırken, teknenin suyun içindeki gövdesinin sivri ('V' şeklinde) yapılmasının nedenini açıklayınız.
Cevabı göster
Geniş yelken kumaşı hava direncini (sürtünmesini) artırarak rüzgârın itme etkisinden en üst düzeyde yararlanmayı sağlar; teknenin su altındaki burnunun sivri yapılması ise su direncini azaltarak teknenin suda kolayca kayıp hızlanmasını sağlar.
Örnek 3Özdeş iki dinamometreden K dinamometresine 15 N'lık cisim asıldığında yay 3 cm uzamaktadır. Aynı dinamometreye 45 N'lık bir cisim asılırsa yay kaç cm uzar?
Cevabı göster
Yaydaki uzama miktarı uygulanan kuvvetle doğru orantılıdır. Kuvvet 15 N iken yay 3 cm uzuyorsa (her 5 N için 1 cm), 45 N kuvvet (4515 = 3 katı) yayı 3 × 3 = 9 cm uzatır.
Örnek 4Dünya'da kütlesi 48 kg olan bir cismin Dünya'daki ve Ay'daki kütle ile ağırlık değerlerini karşılaştırınız (1 kg kütle Dünya'da yaklaşık 10 N ağırlığındadır).
Cevabı göster
Kütle değişmeyen madde miktarı olduğu için Dünya'da da Ay'da da 48 kg'dır. Cismin Dünya'daki ağırlığı 48 × 10 = 480 N iken, Ay'daki ağırlığı Dünya'dakinin 16'i kadar olduğundan 4806 = 80 N olur.
Örnek 5Gelişmiş bir bitki ve hayvan hücresinde ortak olarak bulunan üç temel kısım hangileridir ve hücreyi yöneten merkez neresidir?
Cevabı göster
Bitki ve hayvan hücrelerinde ortak bulunan üç temel kısım dıştan içe doğru hücre zarı, sitoplazma ve çekirdektir. Hücrenin tüm yaşamsal faaliyetlerini yöneten merkez ise çekirdektir.
Örnek 6Soğan zarı (bitki) hücresi ile ağız içi epitel (hayvan) hücresini mikroskopta inceleyen bir öğrenci bu iki hücreyi şekillerine bakarak nasıl ayırt edebilir?
Cevabı göster
Soğan zarı hücresi bir bitki hücresi olduğu için dışındaki hücre duvarı sayesinde köşeli (dikdörtgene benzer) bir şekle sahiptir; ağız içi epitel hücresi ise hayvan hücresi olduğundan hücre duvarı içermez ve yuvarlak (oval) şekillidir.
Kavram Kartları
1 / 8
Karta dokunarak arka yüzündeki açıklamayı görün; yön tuşlarıyla kartlar arasında geçiş yapın.
Etkinlikler
Soruları çözün; her cevaptan sonra doğru mu yanlış mı olduğunu hemen göreceksiniz.
1Aşağıdaki günlük yaşam uygulamalarından hangisi sürtünme kuvvetini azaltmak amacıyla yapılmaktadır?
2Dünya üzerinde kütlesi 72 kg ve ağırlığı 720 N olarak ölçülen bir keşif robotu Ay yüzeyine indirildiğinde kütle ve ağırlık değerleri ne olur?
3Hızlı trenlerin, uçakların ve yarış otomobillerinin ön kısımlarının sivri ve aerodinamik biçimde tasarlanmasının temel amacı aşağıdakilerden hangisidir?
4Bitki ve hayvan hücreleri karşılaştırıldığında aşağıdakilerden hangisi bitki hücresini hayvan hücresinden ayıran özelliklerden biridir?
5Aşağıdaki ifadelerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğunu belirleyiniz.
- Ağır bir dolabı zeminde kaydırarak itmek yerine altına tekerlek takmak sürtünme kuvvetini azaltır.
- Paraşütçünün paraşütünü açması, temas yüzeyini büyüterek hava direncini artırır ve güvenli iniş sağlar.
- Eşit kollu terazi ile ölçülen kütle bir kuvvettir ve birimi Newton (N) olarak ifade edilir.
- Hücre zarı canlı, esnek ve seçici geçirgen bir yapıya sahipken; hücre duvarı cansız, sert ve tam geçirgendir.
- Hayvan hücreleri kloroplast organeli sayesinde güneş ışığını kullanarak kendi besinini üretebilir.
- Ağır bir dolabı zeminde kaydırarak itmek yerine altına tekerlek takmak sürtünme kuvvetini azaltır.
6Aşağıdaki kavramları görevleri ve bilimsel karşılıklarıyla eşleştiriniz.
Soldan bir öğeye, sonra sağdaki eşine dokunun.
7Aşağıdaki cümlelerde boş bırakılan yerleri uygun kavramlarla tamamlayınız.
- Gemilerin ve denizaltıların ön kısmının 'V' biçiminde sivri yapılması direncini azaltmak içindir.
- Bir cisme etki eden yer çekimi kuvvetine adı verilir ve dinamometre ile ölçülür.
- Canlının canlılık özelliklerini gösteren en küçük yapı birimine denir.
- Hücre zarı ile çekirdek arasını dolduran ve içinde organellerin bulunduğu yarı akışkan sıvıya adı verilir.
- Bitki hücrelerinde besin ve oksijen üretimini sağlayan yeşil renkli organel olarak adlandırılır.
Önce bütün boşlukları doldurun.
8Bir bisikletin tasarımında sürtünme kuvvetinin hangi parçalarda artırıldığını ve hangi parçalarda azaltıldığını gerekçeleriyle açıklayınız.
1. ipucu: Önce bisikletin yola tutunması, sürücünün elinin/ayağının kaymaması ve güvenli duruş için sürtünmenin artırıldığı parçaları (lastik dişleri, fren pabuçları, gidon elciği, pedal yüzeyi) belirtiniz.
2. ipucu: Ardından bisikletin yorulmadan kolayca hızlanması ve parçaların aşınmaması için sürtünmenin azaltıldığı kısımları (tekerlek göbeğindeki bilyeler ve yağlanan zincir-dişli sistemi) açıklayınız.
3. ipucu: Son olarak bisikletçinin öne eğilerek ve kask takarak hava direncini nasıl azalttığını ekleyiniz.
Cevap: Bisiklette güvenli sürüş ve duruş sağlamak için tekerlek lastikleri dişli yapılır, elcik ve pedallar tırtıklı üretilir, fren pabuçlarında ise tekerleği sıkıştırıp durduran pürüzlü kauçuk kullanılarak sürtünme kuvveti artırılır. Buna karşılık pedalı çevirdiğimizde enerjinin boşa gitmemesi ve parçaların aşınmaması için zincir ve dişliler yağlanır, tekerlek göbeklerinde ise bilye (rulman) kullanılarak sürtünme azaltılır. Ayrıca sürücünün öne doğru eğilmesi ve aerodinamik kask takması hava direncini azaltarak hızlanmayı kolaylaştırır.
Kısaca
- Sürtünmeyi Artırma: Kış lastiği, kar zinciri, krampon dişleri, buzlu yola kum serpme ve geniş paraşüt yüzeyi sürtünmeyi artırarak güvenli tutunma ve yavaşlama sağlar.
- Sürtünmeyi Azaltma: Makine parçalarını yağlama, tekerlek ve bilye (rulman) kullanma, taşıtların burnunu sivri yapma sürtünmeyi azaltarak hareketi kolaylaştırır.
- Kuvvet, Kütle ve Ağırlık: Kütle değişmeyen madde miktarıdır (terazi, kg/g); ağırlık ise kütleye etki eden yer çekimi kuvvetidir (dinamometre, N) ve Ay'da Dünya'dakinin 16'i kadardır.
- Hücre ve Temel Kısımları: Canlının en küçük yapı birimi olan hücre; seçici geçirgen hücre zarı, organelleri taşıyan sitoplazma ve yönetim merkezi olan çekirdekten oluşur.
- Bitki ve Hayvan Hücresi Farkı: Bitki hücresi köşelidir, hücre duvarı (çeperi) ve kloroplast içerir; hayvan hücresi ise yuvarlak/ovaldir, hücre duvarı ve kloroplast bulundurmaz.
Bu dersin öteki kaynakları
- 5. Sınıf Fen Bilimleri Yıllık Planı (2026-2027) Yıllık plan
- Fen Bilimleri Dersi Öğretim Programı (ortaokul) Öğretim programı
- 5. Sınıf Fen Bilimleri Ortak Yazılı Senaryoları (1. dönem, 2026-2027) Yazılı senaryosu
- Fen Bilimleri 5.Sınıf Ders Kitabı (1.Kitap) Ders kitabı
- Fen Bilimleri 5.Sınıf Ders Kitabı (2.Kitap) Ders kitabı
- 5. Sınıf Fen Bilimleri Günlük Planları (2026-2027) Ders planı
- 5. Sınıf Fen Bilimleri 2. Hafta Çalışma Kâğıdı: Gökyüzündeki Komşumuz: Güneş Çalışma kâğıdı
- 5. Sınıf Fen Bilimleri 1. Hafta Çalışma Kâğıdı: Güvenli Laboratuvar: Hazırlık, Uygulama ve Çalışma Sonu Çalışma kâğıdı