Eğik Düzlemde Kuvvet

                                                                                                                              

                                                                   SENARYO

Kamyon ve Tır üreticisi bir firma yeni üretecekleri kamyon ve tırların boyu hakkında tereddütte kalıyor. Çünkü üretilen tırların ve kamyonlar çok çeşitli boylarda olduğu görülüyor. Nasıl karar vereceklerini düşünürler. Onlar için elzem olan konular ise malların daha kolay bindirilip indirilmesidir. Çünkü tıra yüklenecek olan mallar ağırdır. Mallar tır ve yeri birbirine bağlayan eğik düzlemle yüklenmektedir. Sizce eğik düzlemde ağırlığın hepsi hissedilir mi?  Hissedilmez ise ne kadarı hissedilir?

Bizde bu doğrultuda fabrikaya önemli olan kriterleri dikkate alarak bir maket hazırlayacağız.

1. Müşteri Kim? 

  Ø   Fabrika yetkilileri

2. Müşterinin bir çözüme ihtiyacı olan sorunu nedir?

Ø  Tır ve kamyonların doru yüksekliklerini tespit edememeleri.

3. Problemin Çözümü neden önemlidir?

Ø  Tır ve kamyon kullanıcılarının malları yüklerken daha kolay yükleyebilmeleri açısından önemlidir.

4. Son Kullanıcılar Kimler?

Ø  Tır'a ve kamyon kullanıcıları.

 5. Çözümü Etkili Kılacak Kriterler nelerdir?

Ø  Malları daha az kuvvetle yüklemek.

 6. Kısıtlamalar Nelerdir?

Ø  Kısıtlamamız yok.                                    

                                                                Deney-1

Kazanım: F.4.3.1.1. Kuvvetin, cisimlere hareket kazandırmasına ve cisimlerin şekillerini değiştirmesine yönelik deneyler yapar.

Kavramlar:

Kuvvet: Duran bir cismi hareket ettiren, hareket halindeki cismi durduran, cismin yönünü ve şeklini değiştiren etkiye kuvvet denir.

Deneyin amacı: Eğik düzlemde hareketli arabaya hareket ettirecek kuvvetin neler bağlı olduğunu deney ile gözlemlemek.

Deney malzemeleri:

Ø  Eğik düzlem tahtası

Ø  Dinamometre

Ø  Naylon ip

Ø  Uçlu bağlama parçası

Ø  Statif çubuk

Ø  Yarıklı ağırlık takımı

Ø  Döküm ayak

Ø  Eğik düzlem arabası

Ø  Bunzen kıskacı

Ø  Açıölçer

Hipotez:

1- Eğik düzlemin açısını azalttığımızda arabanın aşağı yöndeki kuvveti azalır.

2- Ağırlık artınca eğik düzlemden bırakılan arabanın aşağı yöndeki kuvveti azalır.

Deneyin yapılışı:  İlk önce eğik düzlem aracını dinamometre ile ağırlığını ölçüp bu değeri not aldık. Daha sonra eğik düzlem tahtasını bağlama parçasına deney resimlerindeki ikinci görsel gibi belirli bir açıyla tutturalım ve bu açıyı açıölçer ile ölçüp notumuzu alalım. Sonra ise deney resimlerindeki ikinci görsel gibi eğik düzlem aracımızı yerleştirip dinamometrenin ölçtüğü değeri not edelim. Bu yaptığımız düzenekte birinci deney olarak önce eğik düzlemin açısını değiştirmeden arabaya ağırlık takımlarından ekledik ve oluşan durumu gözlemledik. İkinci deneyimiz ise eğik düzlemin açısını düşürdük ve arabanın ağırlığını aynı bıraktık bu deneyde de oluşan durumu gözlemledik.

Deney resimleri:

1.Resim                                                            2. Resim

Bağımsız değişken:

1- Birinci deneyimizde arabanın ağırlığı

2- İkinci deneyimizde eğik düzlemin açısı

Bağımlı değişken:

1- İki deneyde de dinamometrenin ölçtüğü değer.

Kontrol değişken:

1- Birinci deneyimizde eğik düzlemi tutan parçalar ve eğik düzlemin açısı

2- İkinci deneyimizde ise arabanın ağırlığı

Deney verileri:  Hazırladığımız deney düzeneğinde birinci deneyde eğik düzlemin açısını değiştirmeyip arabanın ağırlığını arttırınca dinamometrenin arttığını gözlemledik çünkü arabanın ağırlığı ile yer çekiminin çarpımı kuvveti verir bu kuvvet bu düzenekte dinamometreye ters yöndedir. Ağırlık artınca arabanın yere doğru kuvveti artacağından dinamometre değeri artığını gözlemledik. İkinci deneyimizde ise eğik düzlemin açısını azaltınca arabanın azda olsa aşağı yönde kuvvetin azaldığını gördük çünkü açıyı azaltınca arabanın düzleme uyguladığı sürtünme kuvveti arttığını bu yüzden de arabanın aşağıya uygulanan kuvveti azalacağını ve dinamometre değerinin düştüğünü gözlemledik. Bu ölçtüğümüz dinamometre değerlerini dosyamıza not aldık.

Sorular:

1- Birinci hipotez doğru mudur?

Ø  Evet, doğrudur, Çünkü deneyimizde de olduğu gibi eğik düzlemin açısını azaltınca arabanın düzleme uyguladığı sürtünme kuvveti artar.

2- İkinci hipotez doğru mudur?

Ø  Hayır, Çünkü kuvvet: kütle ile yer çekimin çarpımıyla bulunur. Bu durumda arabanın ağırlığını arttırınca aşağı yöndeki kuvveti de artar.

                                                 TASARIMIMIZ

1. Tasarımımızın ismi nedir?

Ø  Kuvvet maketi

2. Tasarım oluşturmak için nelere ihtiyacınız var?

Ø  Mukavva

Ø  Açıölçer

Ø  Kalem

Ø  Makas

Ø  Renkli kalem

3. Tasarımımızın özellikleri nelerdir?

Ø  Tasarımımız kuvvetin eğik düzlemdeki, ağırlığının açıya oranla nasıl değiştiğini somutlaştırarak göstermektedir.

4.Tasarımımızın yapılışı?

Ø  Mukavvamızın üzerine açıölçer yerleştirerek eğik düzlemin açısına karar veriyoruz daha sonra eğik düzleme ağırlık ve dinamometre resmi çizerek ağırlığın her açıda nasıl etki ettiğini gösteriyoruz. Bu işlemlerin hepsini ayrı ayrı 20-30-45-60-90 açıları içinde yapıyoruz daha sonra bunları yine bir düzleme silikon yardımıyla sabitliyoruz. Tabi ki hepsini de düzlem etrafına ter yüzleri iç tarafta kalacak şekilde yerleştiriyoruz.