Çekim Potansiyel Enerjisini Tanıyalım

2.2. Çekim Potansiyel Enerjisini Tanıyalım, 7. sınıf fen ve tekonoloji dersi sayfa 61

Hareket eden cisimlerin iş yapabildiğini öğrendiniz. Hareket etmeyen cisimler için de aynı durum
söz konusu olur mu? Dağın tepesinde duran bir kaya parçası, kitaplığınızda bulunan kitaplarınız ya da havaya kaldırdığınız bir kupa düşününüz. Hareketsiz duran bu cisimlerin bir enerjisi var mıdır?

Hareket etmeyen cisimlerde, yerçekimden dolayı enerjileri vardır.

Önceki yıllarda cisimlerin enerjilerinin olması için sadece hareket etmelerinin gerekmediğini öğrenmiştiniz. Hareketsiz olan bazı cisimlerin sahip olduğu enerjiyi nasıl fark edebiliriz? Bu enerji cismin ağırlığına ve bulunduğu yere göre değişir mi? Bu sorulara cevap verebilmek için nasıl bir deney tasarlar­sınız? Tasarladığınız deneyi uygulayarak sonuçlarını gözlemleyiniz. Deneyinizin uygulama aşamalarını ve sonuçlarını sınıfta arkadaşlarınıza sununuz. Sonra aşağıdaki etkinliği yapınız:

5. ETKİNLİK: Hareketsiz Cisimlerin Enerjisi Olabilir mi?

Malzeme listesi: Karton kutu, kum, küçük plastik bir top, toptan daha ağır bir çelik veya cam bilye
Amaç: Hareketsiz bir cismin enerjisinin olup olmadığını ve bunu etkileyen özellikleri belirlemek
Etkinliğin yapılışı
• 3-4 kişilik gruplar oluşturunuz.
• Karton kutunun içerisine kum doldurarak kumlu bir zemin oluşturunuz.
• Küçük plastik topu kumlu zeminin iki karış üzerinden serbest bırakarak kumlu zemin yüzeyine etkisini gözlemleyiniz ve defterinize not ediniz.
• Aynı topu kumlu zeminin olabildiğince yukarısından (sandalyeye çıkarak ya da elinizi olabildiğince yukarı kaldırarak) serbest bırakınız ve yüzeyde olu­şan değişikliği yeniden gözlemleyip not ediniz.
• Topun düştüğü yüksekliğe göre kum zeminde oluşturduğu izlerin derinliklerini karşılaştırınız. Sonra kum yüzeyi düzeltiniz. Küçük plastik topu elinizi iyice yukarı kaldırarak serbest bırakınız.
• Kum yüzeyde oluşturduğu izi gözlemleyiniz.
• Bu kez bilyeyi aynı yükseklikten serbest bırakınız. Aynı yükseklikten serbest bırakılan plastik top ile bilyenin oluşturdukları izleri karşılaştırınız.

Sorular

1. Top ve bilyeyi kumlu zeminden belli bir yükseklikte tuttuğunuzda kinetik enerjileri var mıdır? Neden?

Hareketsiz cisimlerin kinetik enerjileri yoktur. Toplar belli bir yükseklikte, hareketsiz bir şekilde durdukları için kinetik enerjileri yoktur.

2. Topu alçaktan ve yüksekten bıraktığınızda kumlu zemin üzerinde oluşan değişikliklerde nasıl bir farklılık oldu? Bunu nasıl açıklarsınız?

Topu yüksek bıraktığımızda, kumlu zemin üzerinde alçaktan bıraktığımız duruma göre daha derin çukurlar oluştu, Daha yüksek noktadan bırakılan top, kumlu zemine daha çok kuvvet uygulamıştır. Bu durumda cisimlerin konumları, çekim potansiyel enerjiyi etkilediğini göstermektedir.

3. Aynı yükseklikten serbest bıraktığınız top ve bilyenin kumlu zeminde oluşturdukları izlerde nasıl bir farklılık ortaya çıktı? Bunun nedeni nedir?

Aynı yükseklikten bıraktığımız top ve bileyenin, kumlu zemin üzerinde oluşturduğu çukurlar farklıdır. Bilye daha derin izler bırakmıştır. Bu da kütlesi daha çok olan cisimlerin potansiyel enerjilerinin daha fazla olduğunu gösterir.

4. Yerden belirli bir yükseklikte olan hareketsiz cisimlerin enerjileri nelere bağlı olabilir?

Yerden belli yüksekte olan cisimlerin, enerjileri o cisimlerin, yüksekliğine ve kütlesine bağlıdır. Kütle ve yükseklik arttıkça potansiyel enerjide artmaktadır.

Cisimler konumları nedeniyle potansiyel enerjiye sahiptir. Yaptığınız etkinlikte yukarıdan serbest bı­raktığınız top ve bilyenin kum yüzeyinde yaptığı izler, cisimlerin sahip olduğu potansiyel enerjinin etki­si sonucu oluşmuştur. Yerden belirli bir yüksekliğe kaldırılan cisimler yer çekimine karşı kuvvet uygu­lamış ve iş yapmış olur. Yapılan bu iş cisimde enerji depolanmasına neden olur. Depolanan bu enerji türüne çekim potansiyel enerjisi adı verilir. Çekim potansiyel enerjisi, yaptığınız etkinlikte de gözlem­lediğiniz gibi cismin kütlesine ve düştüğü yüksekliğe göre değişir. Cismin ağırlığı ve yerden yüksekliği arttıkça çekim potansiyel enerjisi de artar.