🎓 9. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı 3. senaryo Test 1 - Ders Notu
Bu ders notu, 9. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı sınavında karşılaşabileceğin temel konuları, yani Kuvvet ve Hareket ile İş, Güç ve Enerji kavramlarını sade bir dille özetlemektedir.
📌 Konum, Yol ve Yer Değiştirme
Hareketin temelini oluşturan bu kavramlar, cismin nerede olduğunu ve nasıl hareket ettiğini anlamamız için önemlidir.
- Konum: Bir cismin belirli bir referans noktasına göre bulunduğu yerdir. Vektörel bir büyüklüktür.
- Yol: Bir cismin hareketi boyunca katettiği toplam mesafedir. Skaler bir büyüklüktür.
- Yer Değiştirme: Bir cismin ilk konumu ile son konumu arasındaki en kısa vektörel mesafedir. Vektörel bir büyüklüktür.
💡 İpucu: Yol her zaman pozitif veya sıfırdır, yer değiştirme ise hareket yönüne göre pozitif veya negatif olabilir.
📌 Sürat ve Hız
Cismin hareketinin ne kadar hızlı gerçekleştiğini ifade eden bu kavramlar karıştırılmamalıdır.
- Sürat: Birim zamanda alınan yoldur. Skaler bir büyüklüktür. Formülü: $\text{Sürat} = \frac{\text{Alınan Yol}}{\text{Geçen Zaman}}$ ($v = \frac{\Delta x}{\Delta t}$). Birimi m/s'dir.
- Hız: Birim zamanda gerçekleşen yer değiştirmedir. Vektörel bir büyüklüktür (yönü ve büyüklüğü vardır). Formülü: $\text{Hız} = \frac{\text{Yer Değiştirme}}{\text{Geçen Zaman}}$ ($\vec{v} = \frac{\Delta \vec{x}}{\Delta t}$). Birimi m/s'dir.
⚠️ Dikkat: Düz bir yolda aynı yönde hareket eden bir cisim için sürat ve hızın büyüklüğü aynı olabilir, ancak genel olarak farklı kavramlardır.
📌 İvme
Bir cismin hızındaki değişimi ifade eder.
- İvme: Birim zamandaki hız değişimidir. Vektörel bir büyüklüktür. Formülü: $\text{İvme} = \frac{\text{Hız Değişimi}}{\text{Geçen Zaman}}$ ($\vec{a} = \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}$). Birimi $m/s^2$'dir.
- Hızlanan cisimlerin ivmesi hız yönündeyken, yavaşlayan cisimlerin ivmesi hız yönünün tersinedir.
📌 Newton'un Hareket Yasaları
Kuvvet ve hareket arasındaki ilişkiyi açıklayan üç temel yasadır.
📌 1. Yasa: Eylemsizlik Yasası
Bir cisme etki eden net kuvvet sıfır ise, cisim duruyorsa durmaya devam eder, hareket ediyorsa sabit hızla (ivmesiz) hareketine devam eder.
- Cisimlerin hareket durumlarını koruma eğilimine "eylemsizlik" denir.
- Günlük hayatta otobüs aniden fren yaptığında öne doğru savrulmamız bir eylemsizlik örneğidir.
📌 2. Yasa: Temel Yasa (Dinamik)
Bir cisme etki eden net kuvvet sıfırdan farklı ise, cisim ivmeli hareket yapar. Net kuvvet ile ivme doğru orantılı, kütle ile ters orantılıdır.
- Formülü: $\vec{F}_{net} = m \cdot \vec{a}$ (Kuvvet = Kütle $\times$ İvme).
- Kuvvetin birimi Newton (N), kütlenin birimi kilogram (kg), ivmenin birimi $m/s^2$'dir.
💡 İpucu: Aynı kuvvete maruz kalan daha hafif bir cisim, daha ağır bir cisme göre daha fazla ivmelenir.
📌 3. Yasa: Etki-Tepki Yasası
Bir cisim başka bir cisme kuvvet uyguladığında (etki), ikinci cisim de birinci cisme eşit büyüklükte ve zıt yönde bir kuvvet uygular (tepki).
- Etki ve tepki kuvvetleri her zaman farklı cisimler üzerinde etki eder. Bu yüzden birbirlerini dengeleyemezler.
- Örnek: Duvara yumruk attığında elinin acıması, roketin itilmesi.
📌 Sürtünme Kuvveti
Hareketli cisimlerin hareketini zorlaştıran veya durmaya çalışan cisimlerin hareketini engelleyen kuvvettir.
- Sürtünme kuvveti her zaman hareket yönüne veya harekete geçme eğilimine zıt yöndedir.
- Sürtünme kuvvetinin büyüklüğü cismin yüzeye uyguladığı dik kuvvete (normal kuvvet) ve yüzeyin cinsine bağlıdır.
- Formülü: $F_s = \mu \cdot N$ (Sürtünme Kuvveti = Sürtünme Katsayısı $\times$ Normal Kuvvet).
- $\mu$ (mü) sürtünme katsayısıdır ve birimsizdir.
- Statik Sürtünme: Cisim duruyorken harekete geçmesini engelleyen sürtünmedir. Genellikle kinetik sürtünmeden daha büyüktür.
- Kinetik Sürtünme: Cisim hareket halindeyken hareketini zorlaştıran sürtünmedir.
⚠️ Dikkat: Sürtünme kuvveti cismin temas yüzeyinin büyüklüğüne bağlı değildir, sadece yüzeyin cinsine ve normal kuvvete bağlıdır.
📌 İş
Fiziksel anlamda iş yapabilmek için kuvvet uygulamak ve bu kuvvet doğrultusunda yer değiştirme olmak zorundadır.
- İş: Bir cisme uygulanan kuvvetin, cismi kendi doğrultusunda yer değiştirmesidir. Skaler bir büyüklüktür.
- Formülü: $W = F \cdot \Delta x \cdot \cos\theta$ (İş = Kuvvet $\times$ Yer Değiştirme $\times$ Kuvvet ile Yer Değiştirme Arasındaki Açının Kosinüsü).
- Eğer kuvvet ile yer değiştirme aynı yöndeyse $\cos\theta = 1$ olur ve $W = F \cdot \Delta x$.
- Birimi Joule (J)'dur.
- Örnek: Bir çantayı yerden kaldırıp masaya koymak iş yapmaktır. Ancak çantayı sabit hızla yatayda taşırken yer çekimine karşı iş yapılmaz.
💡 İpucu: Kuvvet ve yer değiştirme birbirine dik ise ($\theta = 90^\circ$), $\cos 90^\circ = 0$ olduğu için iş yapılmaz.
📌 Güç
İş yapma hızıdır; yani birim zamanda yapılan iş miktarıdır.
- Güç: Birim zamanda yapılan iştir. Skaler bir büyüklüktür.
- Formülü: $P = \frac{W}{\Delta t}$ (Güç = İş / Geçen Zaman).
- Başka bir formülü: $P = F \cdot v$ (Güç = Kuvvet $\times$ Hız).
- Birimi Watt (W)'tır. (1 Watt = 1 Joule/saniye).
- Örnek: Aynı işi daha kısa sürede yapan kişi veya makine daha güçlüdür.
📌 Enerji
İş yapabilme yeteneğidir.
- Enerji de iş gibi skaler bir büyüklüktür ve birimi Joule (J)'dur.
- Enerji farklı biçimlerde bulunabilir (kinetik, potansiyel, ısı, elektrik vb.).
📌 Kinetik Enerji
Cisimlerin hareketlerinden dolayı sahip oldukları enerjidir.
- Formülü: $E_k = \frac{1}{2}mv^2$ (Kinetik Enerji = $\frac{1}{2} \times$ Kütle $\times$ Hızın Karesi).
- Kütle (m) kg cinsinden, hız (v) m/s cinsinden alınır.
⚠️ Dikkat: Hız iki katına çıktığında kinetik enerji dört katına çıkar ($2^2=4$).
📌 Yer Çekimi Potansiyel Enerjisi
Cisimlerin konumlarından (yüksekliklerinden) dolayı depoladıkları enerjidir.
- Formülü: $E_p = mgh$ (Potansiyel Enerji = Kütle $\times$ Yer Çekimi İvmesi $\times$ Yükseklik).
- m: kütle (kg), g: yer çekimi ivmesi (yaklaşık $9.8 \text{ m/s}^2$ veya sorularda $10 \text{ m/s}^2$ alınır), h: yükseklik (m).
- Referans noktası önemlidir. Yerden yüksekliği hesaplarken genellikle yer yüzeyi referans alınır.
📌 Enerjinin Korunumu ve Dönüşümü
Kapalı bir sistemde, enerji yoktan var edilemez, vardan yok edilemez; sadece bir türden başka bir türe dönüşebilir.
- Sürtünmesiz ortamlarda mekanik enerji (kinetik + potansiyel) korunur. Yani $E_{mekanik} = E_k + E_p = \text{Sabit}$.
- Örnek: Bir topu yukarı attığımızda, yukarı çıkarken kinetik enerjisi potansiyel enerjiye dönüşür (hızı azalır, yüksekliği artar). En yüksek noktada hızı sıfır olduğu için tüm kinetik enerji potansiyel enerjiye dönüşmüştür. Aşağı düşerken ise potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür (yüksekliği azalır, hızı artar).
- Gerçek hayatta sürtünme gibi etkenler enerjinin bir kısmının ısı enerjisine dönüşmesine neden olur, bu da mekanik enerjinin korunmadığı anlamına gelir.
📌 Verim
Bir sistemin veya makinenin harcadığı enerjinin ne kadarını faydalı işe dönüştürebildiğinin bir ölçüsüdür.
- Verim: Alınan faydalı enerjinin (veya işin), sisteme verilen toplam enerjiye (veya yapılan işe) oranıdır.
- Formülü: $\text{Verim} = \frac{\text{Alınan Faydalı Enerji}}{\text{Verilen Toplam Enerji}} \times 100\%$.
- Verim her zaman %100'den küçüktür, çünkü enerji dönüşümleri sırasında mutlaka bir miktar enerji (genellikle ısı olarak) kaybolur.
📝 Bu notlar, sınavına hazırlanırken sana yol göstermesi için hazırlandı. Başarılar dilerim!
