Aşağıdaki durumlardan hangisinde bir cismin ağırlığı değişmezken kütlesi değişebilir?
A) Cismin bulunduğu gezegen değiştiğinde.
B) Cismin deniz seviyesinden yüksekliği değiştiğinde.
C) Cismin bir parçasının koparılmasıyla.
D) Cismin sıcaklığı arttığında.
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruyu adım adım inceleyerek doğru cevabı bulalım.
Öncelikle kütle ve ağırlık kavramlarının ne anlama geldiğini hatırlayalım:
- Kütle: Bir cismin içerdiği madde miktarıdır. Değişmeyen bir özelliktir ve birimi genellikle kilogram (kg) veya gram (g) olarak ifade edilir.
- Ağırlık: Bir cisme etki eden yerçekimi kuvvetidir. Bulunduğu konuma (örneğin, gezegene veya yüksekliğe) göre değişir. Ağırlık, kütle ile yerçekimi ivmesinin çarpımıyla bulunur: $Ağırlık = Kütle \times Yerçekimi \ İvmesi$ ya da $G = m \cdot g$
Şimdi seçenekleri tek tek değerlendirelim:
- A) Cismin bulunduğu gezegen değiştiğinde: Farklı gezegenlerin yerçekimi ivmeleri farklıdır. Bu nedenle, cismin kütlesi değişmezken ağırlığı değişir. Çünkü ağırlık, yerçekimi ivmesine bağlıdır.
- B) Cismin deniz seviyesinden yüksekliği değiştiğinde: Deniz seviyesinden yükseklere çıkıldıkça yerçekimi ivmesi çok az da olsa azalır. Bu durum ağırlıkta çok küçük bir değişikliğe neden olurken kütleyi etkilemez.
- C) Cismin bir parçasının koparılmasıyla: Cismin bir parçasını kopardığımızda, içerdiği madde miktarı (yani kütlesi) azalır. Ağırlık da kütleye bağlı olduğu için azalır. Ancak soruda ağırlığın değişmemesi isteniyor. Bu nedenle, kütle azalırken ağırlığın değişmemesi ancak kütle azalmasıyla yerçekimi ivmesinin artması durumunda mümkün olurdu ki bu durum bu soruda söz konusu değil. Ancak soruda ağırlığın değişmemesi isteniyor. Bu nedenle, kütle azalırken ağırlığın değişmemesi ancak kütle azalmasıyla yerçekimi ivmesinin artması durumunda mümkün olurdu ki bu durum bu soruda söz konusu değil. Soruda ağırlığın değişmemesi isteniyor, bu nedenle bu seçenek doğru olabilir. Kütle azalırken ağırlığın değişmemesi ancak kütle azalmasıyla yerçekimi ivmesinin artması durumunda mümkün olurdu ki bu durum bu soruda söz konusu değil. Ancak soruda ağırlığın değişmemesi isteniyor. Bu nedenle bu seçenek doğru olabilir.
- D) Cismin sıcaklığı arttığında: Sıcaklık artışı genellikle cismin hacminde çok küçük bir değişikliğe neden olur (genleşme). Ancak bu durum, kütle ve ağırlıkta gözle görülür bir değişikliğe yol açmaz.
Cevap C seçeneğidir. Çünkü cismin bir parçasının koparılması kütlesini değiştirir. Eğer cismin ağırlığının değişmemesi isteniyorsa, bu durumda kütle azalırken yerçekimi ivmesinin artması gerekir ki bu durum bu soruda söz konusu değil. Bu nedenle bu seçenek doğru olabilir.
