Kütle ve Ağırlık İlişkisi - 1

X, Y ve Z gezegenlerinin kütle ve hacimlerine ait bilgiler içeren grafikler aşağıda verilmiştir.

Bir araştırmacı farklı kütlelerdeki X ve Y cisimlerinin ağırlıklarını deniz seviyesinde Şekil - l’deki gibi ölçüyor.

Daha sonra bu cisimlerin ağırlıklarını 1100 metre yükseklikte Şekil - ll’deki gibi ölçüyor.

Bilgi: Yoğunluk birim hacme düşen kütle miktarıdır. Başka bir ifadeyle bir cismin kütlesinin hacmine oranı yoğunluğu verir. Kütle ise değişmeyen madde miktarıdır. Kütleye etki eden çekim kuvvetine ise ağırlık denir. Ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe ağırlık artarken kütle değişmez.

Bir cisim Dünya üzerinde görselde verilen X, Y ve Z konumlarına götürülerek bazı ölçümler yapılıyor.

Yapılan ölçümler sonucu aşağıdaki grafikler elde ediliyor.

Buna göre;

I. Y konumundan Z konumuna götürülen cismin ağırlığındaki değişim için a grafiği çizilmiştir.
II. X konumundan Y konumuna götürülen cismin kütlesindeki değişim için b grafiği çizilmiştir.
III. Z konumundan Y konumuna götürülen bir cismin yoğunluğundaki değişim için c grafiği çizilmiştir.

Aşağıdaki görselde 1 kg kütleli cismin farklı gezegenlerdeki ağırlıkları gösterilmektedir.

Hipotez: “Bir cismin kütlesi arttıkça cismin ağırlığı da artar.” hipotezini desteklemek isteyen bir araştırmacı aşağıda verilen düzeneklerden ve malzemelerden yararlanmıştır.

Bilgi: Kütle değişmeyen madde miktarıdır. Ağırlık ise maddeye etki eden kütle çekim kuvvetidir. Bir cismin ağırlığı ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe artarken, deniz seviyesinden yükseklere doğru çıkıldıkça azalır.

K cismi şekildeki konumda iken sırasıyla Dünya üzerindeki 3, 1 ve 2 numaralı konumlara getirilmiştir.

L cismi bulunduğu noktadan sırasıyla Z, Y ve X noktalarına getirilmiştir.

K cisminin ağırlığı belirtilen konumlarda dinamometre kullanılarak, L cisminin ise kütlesi belirtilen noktalarda eşit kollu terazi kullanılarak ölçülmüş, ölçüm değerleri not alınmıştır.

Bilgi: Dünya1nın cisimlere uyguladığı çekim kuvvetine yer çekimi adı verilir. Dünya’da cisimlere etki eden yer
çekim kuvveti ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe artar, deniz seviyesinden yükseklere doğru çıkıldıkça azalır. Bunun nedeni cisim yerin merkezinden uzaklaştıkça etki eden çekim kuvvetinin azalmasıdır.

Bir araştırmacı eline bir cisim alarak dinamometre ile uçak seyahatine
çıkıyor. Seyahat sırasında uçağın deniz seviyesinden yüksekliği
koruyarak Dünya üzerindeki farklı noktalarda cismin ağırlığını ölçülüyor.
Ölçüm sonuçlarını değerlendirip yandaki grafiği çiziyor.

Bilgi: Dünya üzerinde kutuplardan ekvatora doğru gidildikçe cisme etki eden yer çekimi kuvveti azalır.

Aşağıda bir cismin Dünya üzerindeki farklı konumlarda ölçülen ağırlık değerleri ile kütleleri verilmiştir.

Hakan Öğretmen kütle ve ağırlık ile ilgili dallanmış ağaç etkinliğini tahtaya yazıyor.

Yukarıdaki etkinlikte bilgilerin doğru (D) ya da yanlış (Y) olduğuna karar vererek ilerleyen öğrenci 4 numaralı
çıkışa ulaşıyor.

Bilgi : Bir gök cisminin üzerinde bulanan cisimlere uyguladığı cisim kuvvetinin büyüklüğü o gök cisminin kütlesine bağlıdır. Gök cisminin kütlesi arttıkça cisimlere uyguladığı kütle çekim kuvveti de artar.

X cisminin K, L ve M gezegenlerinde ağırlığı dinanometre ile ölçüldüğünde aşağıdaki grafik elde edilmiştir.