Fen Bilimleri – 7. Sınıf – 3. Ünite – 1. Bölüm
Bir maddeye yer çekimi etki ettiğinde ağırlık ortaya çıkar. Yer çekimi bulunmayan alanlarda ağırlık yoktur.
Yer çekimi (kütle çekimi) Dünya’nın tüm cisimlere uyguladığı bir kuvvettir.
Yer çekiminin yönü Dünya’nın merkezine doğrudur.
Yer çekiminin neden olduğu olaylar:
Suların aşağı doğru akması, elmanın yere düşmesi, yemeğin tabakta durması, bir yaya ağırlık asıldığında yayın uzaması, Yağmurun yağması vb.
Ağırlık, genellikle kütle kavramıyla karıştırılmaktadır. Bu yüzden önce iki kavram arasındaki farkı açıklayalım.
Kütle: Madde miktarına kütle denir. Yani bir maddenin ne kadar atom taşıdığı onun kütlesiyle alakalıdır. Tüm maddelerin kütlesi vardır.
Maddelerin kütlesi olmak zorundadır ama ağırlığı olmayabilir.
Kütle ve ağırlık arasındaki ilişkiyi yukarıdaki resme bakarak daha iyi anlayabiliriz. Kütle yer çekiminden etkilenmediği için Dünya ve Ay’da aynı kalmıştır.
Ay’da yer çekimi az olduğu için ağırlık değişmiştir.
Kütle ve Ağırlığın Karşılaştırması
- Kütle yer çekimiyle değişmez, ağırlık değişir.
- Kütle eşit kollu teraziyle ölçülür, ağırlık dinamometreyle.
- Kütlenin birimi kilogram, ağırlığın birimi Newton’dır.
- Kütlesi olmayan madde yoktur, ağırlı olmayan madde olabilir.
Ağırlık hesaplama
Dünya deniz seviyesindeki 1 kg kütleli cisme 10 Newton kuvvet uygular. Aslında bu değer 9.81 N’dur ama yaklaşık olarak 10 N kabul edilir. Yer çekiminin oluşturduğu kuvvete de ağırlık denir.
- Kütlesi 35 kg olan bir öğrencinin ağırlığını hesaplayalım
Her bir kg’a 10 N denk geliyorsa,
35 x 10 = 350 N olur.
- 500 g sütün ağırlığını bulalım.
Önce 500 gramın kaç kilogram olduğunu bulmalıyız.
1 kg = 1000 g olduğuna göre,
500/1000 = 0,5 kg buluruz.
Her bir kg’a 10 N denk geliyorsa,
0,5 x 10 = 5 N olarak buluruz.
Dünya Yüzeyinde Yer Çekiminin Değişimi
Dünya’nın merkezine doğru yaklaştıkça yer çekimi artar. Yukarılara doğru çıktıkça yer çekimi azalır.
Aşağıdaki şekiller yer çekiminin değişimi hakkında sizi bilgilendirebilir.
Dünyanın şeklini incelediğimizde tam yuvarlak olmadığını, ekvatorun şişkin, kutupların ise içe doğru basık olduğunu görürüz.
Ekvator Dünya’nın merkezine uzak, kutuplar ise daha yakındır. Bu yüzden kutuplarda yer çekimi daha fazladır.
Aynı cismin ağırlığını kutup ve ekvatorda ayrı ayrı ölçersek kutuplardaki ağırlık daha fazla olur.
Gezegenlerin Yer Çekimi
Tüm gezegen ve uydularda Dünya’da olduğu gibi bir yer çekimi vardır. Dünya dışı gök cisimlerinde yer çekimi kütle çekimi olarak adlandırılır.
Bir gezegendeki kütle çekiminin büyüklüğü o gezegenin kütlesiyle doğru orantılıdır. Örneğin çok fazla demir madeni bulunan gezegenlerin kütlesi fazla olduğu için genellikle bu gezegenlerin yer çekimi daha fazladır.
Neptün gezegeninin hacmi Satürn’den küçüktür. Fakat kütlesi daha fazla olan Neptün’dür. Bu nedenle Neptün’ün kütle çekimi Satürn’den daha fazladır.
Ay’daki Yer Çekimi
Dünya’nın uydusu olan Ay’daki çekim kuvveti Dünya’dakinin altıda biridir. Bu yüzden bir cismin Dünya ve Ay’da kütleleri eşittir ama cisim Ay’da daha hafiftir.
Ay’daki ağırlığı hesaplayalım.
Dünya’da kütlesi 60 kg olan bir insanı düşünelim.
- Dünya’daki ağırlığı,
60 x 10 = 600N olur. - Ay’daki kütlesi de 60 kg’dır. Çünkü kütle asla gezegene göre değişmez.
- Ay’daki ağırlığı,
600 N /6 = 100 N olur. (Ay’daki çekim kuvveti Dünya’dakinin altıda biri demiştik)