1- Kütle ve Ağırlık İlişkisi

Bilge Adam’ın Müzik Kutusu

Bu nedenle hükümdar ne zaman müzik dinlemek istese tüm orduyu toplar uzun ve zahmetli hazırlıklar yaparak bu dağın yüksek tepesine çıkar orada müzik dinlerdi. Bu durum bir süre devam edince halk söylenmeye başlamıştı. Durumun farkında olan hükümdar da bu sorunu çözmenin yollarını aramaya koyuldu. 

Hükümdarımız bir ferman yayınladı. Fermana göre bu müzik kutusunun her yerde çalışmasını başaran kişiye ağırlığınca altın verilecek ayrıca o kişi hükümdara vezir olacaktı.

Tellallar her yerde bu fermanı okuyunca büyük ödülü kapmak ve vezir olmak isteyen herkes saraya akın etti. Bazıları o dağın sihirli olduğunu, eğer o dağdan toprak getirilip sarayın zeminine bırakılırsa müzik kutusunun çalışacağını söyledi, bazıları ise müzik kutusundaki tahta kuşun önceleri gerçek kuş olduğunu ve yurdunun o dağ olması nedeniyle sadece orada öttüğünü ileri sürdü ama bunların hiç biri hükümdara çözüm olmadı.

Sonra eline müzik kutusunu aldı ve kuşun üzerindeki boncuklardan birini çıkarıp kuşu yerine bırakınca kuş ötmeye başladı. Sevinçten yüzü gülen hükümdar gence bunun nedenini sordu.

Genç;

• Kuşun ağırlığı 4’tür. Eğer bunun ağırlığı 3,5 olursa müzik kutusu çalışacaktır bende boncuklardan birini çıkardım ve kuşun ağırlığını 3,5 yaptım böylece müzik kutusu çalıştı

Hükümdar tekrar sordu.

• Peki müzik kutusunun sadece dağın zirvesinde çalışmanın nedeni neydi?

Genç;

• Yükseklere çıkıldıkça ağırlık azalır bu nedenle sizler yukarı çıkınca kuşun ağırlığı da azalıyordu ve bu ağırlık 3,5 olunca da kuş ötmeye başlıyordu. Anlayacağınız dağda sihir falan yoktu.

Böylece zekasını doğru bir şekilde kullanan bu genç, ülkenin en zengin veziri oldu ve sonsuza kadar mutlu yaşadı 🙂

Kütle ve Ağırlık

Yukarı doğru fırlattığımız cisimlerin bir süre tekrar yere düştüklerini görürüz çünkü dünyamız cisimleri kendine çekerek uzaklaşmasını önler. Bu nedenle bizler yeryüzünde sorun yaşamadan dolaşabilmekte, evler inşa edebilmekte ve şehirler kurabilmekteyiz hatta bu çekim kuvveti sayesinde nefes alırız çünkü yaşamamızı sağlayan atmosferin dünyadan kaçıp uzaklaşmasını önleyen şey de dünyanın çekim kuvvetidir. Cisimlere uygulanan bu yer çekimi kuvvetine ağırlık diyoruz, ağırlık dinamometre ile ölçülür ve birimi ise Newton (N)’dur. 

Dinamometreler içinde esnek br yayın bulunduğu ve yayın uzama miktarına göre ağırlığı belirten sistemlerdir.

Bir dinamometre ile cismin ağırlığını ölçtüğümüz zaman yayın uzama miktarına bakarız. Yaydaki uzama ne kadar fazla olursa cisim o kadar ağırdır deriz.

Çünkü;

• Yer çekimi cisme bir kuvvet uygular,
• Bu kuvvet cisimde ağırlık meydana getirir ve
• Ağırlık da dinamometrenin yayının uzamasını sağlar

Bundan dolayı yer çekimi kuvvetinin daha fazla uygulandığı cisimler daha ağırdır denilebilir. 

Bu fark cisimlerin ağırlıklarının farklı olmasının temel nedenidir. Peki yer çekimi nedir ve nelere bağlıdır?

Yer Çekimi Kuvveti

Dünyanın cisimleri kendisine doğru çektiğine değindik buna kütle çekim kuvveti de denir. Kütle çekim kuvveti bütün cisimler arasında vardır. Küçük cisimlerin çekim kuvveti az iken kütlece büyük cisimlerin çekim kuvveti de büyüktür örneğin ağaçtan yere düşmekte olan bir elmayı düşünelim. Elmaya dünya tarafından bir çekim kuvveti uygulandığı gibi, elma da dünyayı kendine doğru çekmeye çalışır fakat elma dünyayı yerinden oynatamadığı için elma dünyaya doğru hareket eder.

Ayrıca, Kütle çekim kuvveti cisimler arasındaki mesafeye bağlı olarak da değişir.  Uzaklık arttıkça çekim kuvveti azalır.  Bu nedenle dünyadan uzaklaştıkça dünyanın çekim kuvveti azalmaktadır. 

Hikayemizde hükümdarın müzik kutusunu sadece yüksek bir dağın zirvesinde çalıştırdığını hatırlayalım.  Bunun nedeni yükseklere çıkıldıkça ağırlığın azalmasıydı.  Çünkü dağın üst tarafına doğru çıktığımız zaman aslında dünyadan uzaklaşmış oluruz dünyadan uzaklaştığımız için de ağırlığımız azalır. Bunu bir örnek ile pekiştirelim;

Örnek:

X cisminin ağırlığı şekilde verilen noktaların hangisinde en azdır?

Çözüm:

Yukarı çıkıldıkça ağırlık azalır. Bu nedenle dağın en üst noktasında cismin ağırlığı en az olur. Cevabımız C noktası olur.

Unutma!

Cisimler arasındaki mesafe arttıkça çekim kuvveti azalır 

Cisimlerin konumlarına göre ağırlıkları değiştiği halde cisimlerin yapısında herhangi bir değişiklik meydana gelmez. Örneğin 30 tane atomdan meydana gelmiş bir cisim düşünelim. Bu cismi dünyanın neresine götürürseniz götürün yine 30 tane atomdan meydana gelecektir. İşte maddelerin değişmeyen miktarına kütle denir ve kütle her yerde aynıdır.

Birbirlerinden farklı şeyler olmasına karşın kütle ve ağırlık kavramları çok karıştırılır. Kütle değişmeyen madde miktarı iken ağırlık çekim kuvvetine göre değişebilmektedir. Aşağıdaki tabloda kütle ve ağırlık arasındaki farklar verilmiştir.

Kütle	Ağırlık
Değişmeyen madde miktarıdır	Cisimlere uygulanan çekim kuvvetidir
Eşit kollu terazi ile ölçülür	Dinamometre ile ölçülür
Birimi; kilogram, gram ve ton’dur	Birimi Newton’dur
Her yerde aynıdır, değişmez.	Cismin konumuna göre değişebilir.

Özetle

• Cisimlere etki eden yer çekimi kuvvetine ağırlık denir,
• Ağırlık bir kuvvettir ve birimi Newton’dur,
• Ağırlık dinamometre ile ölçülür,
• Yer çekimi kuvveti azaldığında ağırlık da azalacağından, ağırlık her yerde aynı değildir,
• Yükseklere çıkıldıkça ağırlık azalır,
• Maddelerin değişmeyen miktarına kütle denir,
• Kütle eşit kollu terazi ile ölçülür ve birimleri; kg, g veya ton’dur,
• Kütle her yerde aynıdır yani değişmez.