Þimdi beraber sarmal bir yay yapacaðýz. Bakýr tel, çubuða eþit aralýklarla sarýlýr. Daha sonra çubuk yayýn içinden çýkarýlýr.

Transkript

1

2 SARMAL YAYLAR Malzemeler Bu bölümde benimle beraber deneyler yapacaksýnýz. Çubuk Bakýr tel Þimdi beraber sarmal bir yay yapacaðýz. Bakýr tel, çubuða eþit aralýklarla sarýlýr. Daha sonra çubuk yayýn içinden çýkarýlýr. Ýþte bir yay yaptýk. Yay esnek bir cisimdir. Yayýn ucuna bir cisim asýldýðýnda boyu uzar. Yaya baðlý cisim çýkartýlýnca yay tekrar eski haline döner. Bu nedenle yaylar esnek cisimlerdir. Yaylarýn uyguladýklarý kuvvetin yönü ve büyüklüðü: Yaylar, kendilerini sýkýþtýran veya geren kuvvete eþit büyüklükte ve zýt yönde kuvvet uygular. N Yayý geren kuvvet Yayý geren kuvvetin yönü Yayýn uyguladýðý kuvvet N N Yayýn uyguladýðý kuvvetin yönü Yayý geren kuvvet Yayý geren kuvvetin yönü Yayýn uyguladýðý kuvvet Yayýn uyguladýðý kuvvetin yönü 20 N 20 N 20 N Yayý geren veya sýkýþtýran kuvvet arttýkça yayýn uyguladýðý kuvvette artar. 6

3 ÇALIÞMA KÂÐIDI 2 Aþaðýda günlük hayatta kullanýlan bazý cisimler verilmiþtir. 1. Bu cisimlerin iç yapýsýnda bulunan yaylarýn hangi amaçla kullanýldýðýný ve cisimlere kuvvet uygulandýðýnda yayýn hangi yönde kuvvet uyguladýðýný belirleyiniz. Cisimler Amaç Cisimler Amaç Mandalý açmak veya sýkýþtýrmak 2. Aþaðýda yayý sýkýþtýran ve geren kuvvetler verilmiþtir. Buna göre, tablodaki kýsýmlarý doldurunuz. Yayý sýkýþtýran kuvvetler Yayýn uyguladýðý kuvvetin yönü ve büyüklüðü Yayý geren kuvvetler Yayýn uyguladýðý kuvvetin yönü ve büyüklüðü N 20 N N 5 N 30 N 20 N 7

4 Fen ve Teknoloji dersinde esnek maddelerin özelliklerini anlatmak isteyen Kerem aþaðýdaki çizelgeyi hazýrlýyor. Cisim Kuvvet uygulanýnca Uygulanan kuvvet kaldýrýlýnca I II III Yayýn ucuna asýlan Ali nin yaya uyguladýðý kuvvet aþaðý yöndedir. Yayýn Ali ye uyguladýðý kuvvet ise ayný büyüklükte ve zýt yöndedir. 40 N 40 N Çizelgenin doðru olabilmesi için numaralandýrýlmýþ boþluklara aþaðýdakilerden hangisi gelmelidir? I II III A) Sakýz Uzar Eski hâline döner B) Paket lastiði Uzar Eski hâline dönmez C) Oyun hamuru Deðiþmez Deðiþmez D) Yay Uzar Eski hâline döner Yay esnek bir maddedir. Kuvvet uygulayýnca uzayabilir. Üzerine uygulanan kuvvet kaldýrýlýnca eski hâline döner. A) 40N Doðru yanýt D seçeneðidir. Tavana baðlanmýþ olan yayýn ucuna asýlan Ali dengededir. Buna göre, yayýn Ali ye uyguladýðý kuvvetin yönü ve büyüklüðü aþaðýdakilerden hangisi gibidir? 20 N B) 40 N C) 40 N D) 20 N Zeka Küpü Yayýnlarý Doðru yanýt B seçeneðidir. Bakýrdan yapýlmýþ bir yaya, üç farklý kuvvet uygulayan Cemil, bu yayýn uyguladýðý kuvvet deðerlerini hesaplýyor. 5N N 20N Yaya uygulanan kuvetin büyüklüðü (N) 5 20 Yayýn uyguladýðý kuvetin büyüklüðü (N) Elde ettiði deðerleri yukarýdaki tabloya kaydeden Cemil, bu tabloyu kullanarak aþaðýdaki yorumlardan hangisine ulaþabilir? A) Yaya uygulanan kuvvet arttýkça yayýn uyguladýðý kuvvette artar. B) Yaya uygulanan kuvvet arttýkça yay esneklik özelliðini kaybeder. C) Yaylar kendilerine uygulanan kuvvete zýt yönde kuvvet uygular. D) Yaya uygulanan kuvvet arttýkça yayýn uzama miktarý da artar. Tabloda yaya uygulanan kuvvet artýrýlmýþtýr. Buna karþýlýk, yayýn uyguladýðý kuvvetin de arttýðý görülmektedir. Doðru yanýt A seçeneðidir

5 ÇALIÞMA TESTÝ 1 1. Aþaðýdaki cisimlerden hangisinin yapýmýnda esnek madde kullanýlmýþtýr? 3. Üç öðrenci I, II, III teki yaylara oklarla gösterilen yönlerdeki kuvvetleri uyguluyorlar. A) B) I III II C) D) Yaylarýn bu kiþilere uyguladýklarý kuvvetlerin yönleri hangi seçenekte doðru olarak verilmiþtir? I II III 2. Zeka Küpü Yayýnlarý A) B) C) D) 4. Cemþit, ayakkabýlarýnýn altýndaki yay sayesinde zýplayarak dolaþmaktadýr. Yukarýdaki þaka kutusunda yaya baðlý Palyaço kapak yardýmýyla F kadar kuvvet uygulanýp sýkýþtýrýlýyor. Buna göre, kutu içindeki Palyaçonun uyguladýðý kuvvet ve yönü aþaðýdakilerden hangisi gibidir? A) Buna göre, aþaðýdaki yaylardan hangisi yandaki yayla ayný yönde kuvvet uygular? B) Yönü Þiddeti A) B) F 2F C) D) C) F D) 2F 9

6 ÖZDEÞ YAYLAR Aþaðýda özdeþ yaylara farklý aðýrlýklar asýlarak uzama miktarlarý incelenip çizelgeye kaydedilmiþtir. Bir yaya farklý aðýrlýkta yükler asýlýnca uzama miktarý nasýl deðiþir? N 20 N 30 N N 20 N 30 N Yaylara uygulanan kuvvet (N) Uzama miktarý (cm) Çizelgedeki veriler incelendiðinde yaya uygulanan kuvvet arttýkça yayýn doðru orantýlý olarak uzadýðý gözlenir. Çizelgeden yararlanarak elde edeceðimiz grafik aþaðýdaki gibidir. Kuvvet (N) Uzama (cm) Grafiktende anlaþýldýðý gibi uygulanan kuvvet ve yayýn uzama miktarý dopru orantýlýdýr. Bu bilgiden yararlanarak herhangi bir kuvvet deðeri için yayýn ne kadar uzayacaðýný hesaplayabiliriz. Örneðin 50N luk bir kuvvet yukarýdaki yayý ne kadar uzatýr hesaplayalým. Önce grafikteki herhangi bir kuvvet deðerinin yayý ne kadar uzattýðýna bakýlýr. Daha sonra orantý kurulur. N 2 cm 50N?? = 50.2 = cm uzar. Bulduðumuz deðer yayýn uzama miktarýdýr. Eðer soruda yayýn toplam boyu soruluyorsa uzama miktarý ilk boyla toplanmalýdýr.

7 ÇALIÞMA KÂÐIDI 3 Aþaðýda verilen sorularý cevaplayýnýz. 1. 2N luk kuvvet uygulandýðýnda yayýn son boyu verilmiþtir. Buna göre, ayný yaya 6N ve N kuvvet uygulandýðýnda yayýn son boyunu ve uzama miktarýný hesaplayýnýz. A. B. C. Hesap: Hesap: 15 cm 16 cm 2N 6N Son boy: N Uzama miktarý: 2. Aþaðýda bir yaya uygulanan kuvvetler ve yayýn uzama miktarlarýndan bazýlarý verilmiþtir. Kuvvet (N) 5 30 Uzama Miktarý (cm) 3 12 a. Çizelgedeki boþluklarý tamamlayýnýz. b. Çizelgeye göre kuvvet - uzama miktarý grafiðini çiziniz. 11

8 Aþaðýda yapýlan deneylerde yaylarýn uzama miktarýnýn kalýnlýða ve yayýn cinsine baðlý olduðu hipotezlerini test edelim. DENEY Deney için gerekli malzemeler: 40 cm ince demir 40 cm kalýn demir 40 cm ince bakýr 30 cm boyunda silindir çubuk DENEYÝN YAPILIÞI 1. Aþama: Teller sýrayla ayný sýklýkla silindir çubuða sarýlýr ve çubuktan ayrýlarak yaylar elde edilir Aþama: Elde ettiðimiz yaylarý kullanarak aþaðýdaki hipotezleri test edebiliriz. Hipotez: Yaylarýn uzama miktarý kalýnlýklarýna baðlýdýr. I. Yay II. Yay I II Yayýn ilk boyu Yaya asýlan kütle Yayýn özelliði Yayýn cinsi Yayýn son boyu cm 50 kg Kalýn Demir 12 cm cm 50 kg Ýnce Demir 16 cm Veriler birlikte deðerlendirildiðinde kalýnlýðý büyük olan yayýn daha az uzadýðý gözlenir. Hipotez: Yaylarýn uzama miktarý yaylarýn cinsine baðlýdýr. I. Yay II. Yay I II Yayýn ilk boyu Yaya asýlan kütle Yayýn özelliði Yayýn cinsi Yayýn son boyu cm 50 kg Ýnce Demir 16 cm cm 50 kg Ýnce Bakýr 20 cm Veriler birlikte deðerlendirildiðinde yayýn cinsinin uzama miktarýný etkilediði gözlenir. 13

9 Demir Demir Demir X Y Z Baþlangýçta ilk boylarý eþit olan özdeþ yaylarýn ucuna X, Y ve Z cisimleri asýldýðýnda yaylarýn uzama miktarý arasýnda Y > X > Z iliþkisi olduðu bilinmektedir. Cisimler X Aðýrlýk (N)? Yaylarýn uzama miktarý yaya etki eden kuvvet ile doðru orantýlýdýr. N luk kuvvet 4 cm uzatýrsa 20 N luk kuvvet X X. = 20.4 x = 80 X = 80 = 8 cm bulunur. Doðru yanýt B seçeneðidir. Y Z 30 Y ve Z nin aðýrlýklarý çizelgede verildiðine göre, X in aðýrlýðý aþaðýdakilerden hangisi olabilir? A) 5 B) 35 C) 15 D) Yaylarýn uzama miktarý aðýrlýklarý ile doðru orantýlýdýr. Bu nedenle en çok uzayan Y yayýna en büyük aðýrlýk, en az uzayan Z yayýna en küçük aðýrlýk asýlmýþtýr. X yayýna asýlan aðýrlýðýn deðeri 30 N ile N arasýnda bir deðer olabilir. Doðru yanýt C seçeneðidir. Zeka Küpü Yayýnlarý K L K, L, M ve N yaylarýnýn ucuna özdeþ yükler asýldýðýnda þekildeki gibi dengede kalýyorlar. Yaylarýn ilk boylarý eþit olduðuna göre hangi yaylar ayný maddeden yapýlmýþtýr? (Yaylarýn kalýnlýklarý eþittir.) A) K ve L B) M ve L C) M ve N D) K ve M M N 1 cm 1 cm K K K 4 cm N x cm 20 N Esnek bir K yayýna N luk yük asýldýðýnda yayýn son görünümü þekildeki gibi oluyor. Ayný yaya 20 N luk yük asýldýðýnda uzama miktarý kaç cm olur? A) 4 B) 8 C) 12 D) 16 M yayýna 1 yük asýldýðýnda yayýn boyu 1 cm uzuyor. N cismine 2 yük asýldýðýnda 2 cm uzuyor. Bu nedenle, M ve N yaylarý ayný cinstir. Doðru yanýt C seçeneðidir. 15

10 YAZILI KÂÐIDI Bir öðrenci sýnýfta anlatacaðý konu için yukarýdaki üç resmi hazýrlamýþtýr. Bu öðrencinin anlatacaðý konuyu belirleyiniz. Yaylarýn uzama miktarý Kinetik enerji Esnek cisimler Süratin yola baðlýlýðý Esnekliðin bozulmasý Esnek olmayan cisimler 2. Aþaðýda verilen maddelerden esneklik özelliðine sahip olanlarý ü sembolü ile iþaretleyiniz. a) Seramik vazo (...) d) Plastik cetvel (...) b) Lastikli saç tokasý (...) e) Demir makas (...) c) Pet þiþe (...) f) Kaðýt (...) N aðýrlýðýndaki Hasan bir yaya asýlýyor ve dengede kalana kadar bekliyor. Buna göre, aþaðýdaki sorularý cevaplayýnýz. a) Yayýn Hasan a uyguladýðý kuvvetin yönünü belirleyiniz.... b) Yayýn Hasan a uyguladýðý kuvvetin büyüklüðünü belirleyiniz Aþaðýda bir sporcunun deðiþik tipteki yaylara uyguladýðý kuvvetler verilmiþtir. Buna göre, yaylarýn sporcuya uyguladýðý kuvvetin yönünü çiziniz. a) b) c) 19

11 1. Cisim Sorular Kuvvet uygulayýnca þekli deðiþiyor mu? Uygulanan kuvvet kaldýrýlýnca cisim eski hâline dönüyor mu?? Evet Evet 3. Aþaðýda verilen olaylarýn hangisinde yayýn uyguladýðý kuvvet yönündedir? A) B) Selda Öðretmen sýnýfa getirdiði cisim ile ilgili olarak tablodaki sorulara cevap veriyor. Buna göre, Selda Öðretmen in sýnýfa getirdiði cisim aþaðýdakilerden hangisidir? A) B) C) D) Paket lastiði Tahta C) D) Sakýz Oyun hamuru Zeka Küpü Yayýnlarý hipotez: Yayýn uzama miktarý kalýnlýðýna baðlýdýr. 2. hipotez: Yayýn uzama miktarý cinsine baðlýdýr. Bir öðrenci yukarýdaki hipotezleri için I, II ve III düzeneklerini kuruyor. 2. Aþaðýda verilen birbiriyle baðlantýlý cümleler arasýndaki D Doðru, Y Yanlýþ anlamýndadýr. Ýnce Demir Kalýn Demir Ýnce Bakýr D Yaylar esnek cisimlerdir. Y Yaylar üzerlerine uygulanan kuvvete zýt yönde kuvvet uygular. Yaylara uygulanan kuvvet arttýkça uzama veya sýkýþma miktarý azalýr. D Y D Y 1. çýkýþ 2. çýkýþ 3. çýkýþ 4. çýkýþ 5 N I 5 N II Daha sonra yaylara özdeþ yükler asarak uzama miktarlarýný kaydediyor. Buna göre, öðrenci 1. ve 2. hipotezlerini test etmek için hangi düzeneklerden elde ettiði verileri birlikte deðerlendirmelidir? 1. hipotez 2. hipotez A) I II II III 5 N III Yaylar hakkýnda yeterli bilgiye sahip olan bir öðrenci kaçýncý çýkýþa ulaþýr? A) 1. B) 2. C) 3 D) 4. B) II III I II C) I III II III D) I II I III 24