Fizik I · 4. Ünite: Dinamik: Newton'un Hareket Yasaları

Kütle

Kütle (mass), bir cismin hareket durumundaki değişime gösterdiği direncin nicel ölçüsüdür ve Newton mekaniğinin üç temel niceliğinden biridir. Bu konuda kütleyi önce işlemsel (operasyonel) olarak etkileşen cisimlerin ivmelerinin oranından tanımlayacak, sonra eylemsizlik kütlesi ile kütleçekim kütlesi arasındaki ayrımı ve eşdeğerliklerini tartışacak, son olarak kütle ile ağırlık arasındaki farkı kullanarak ağırlıksız ortamda bile kütlenin ölçülebildiğini göreceksiniz.

Öğrenme hedefleri

Konu anlatımı

  1. Bağlam: Neden kütle ölçmek zorundayız?

  2. Kütlenin işlemsel tanımı ve özellikleri

  3. Çözümlü örnekler

  4. Grafik ve tablo yorumu; simülasyonda keşif

  5. Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları

  6. Bağlantılar ve özet

Anahtar terimler

Kütle (mass)
Cismin hız değişimine gösterdiği direncin skaler ölçüsü; SI birimi kilogram (kg).
Eylemsizlik kütlesi
Newton'un ikinci yasasındaki m_i; m_i = F/a ile tanımlanır.
Kütleçekim kütlesi
Yerçekimi kuvvetinin büyüklüğünü belirleyen kütle m_g; deneysel olarak m_i ile eşittir.
Eşdeğerlik ilkesi
Eylemsizlik ve kütleçekim kütlelerinin eşit olması; serbest düşmenin kütleden bağımsız olmasının nedeni.
Ağırlık
Yerçekiminin cisme uyguladığı kuvvet, W = mg; vektördür ve birimi N'dur.
Ağırlıksızlık
Cisme etki eden net yerçekimi etkisinin hissedilmediği durum (ör. serbest düşme); kütle ve eylemsizlik yine vardır.
Eylemsizlik terazisi
Yaya bağlı kütlenin periyodundan (T = 2π√(m/k)) kütleyi g'den bağımsız ölçen düzenek.
Kilogram
2019'dan beri Planck sabitinin kesin değerine dayanan SI kütle birimi.

Örnek soru

Kütle ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

  1. Bir cismin kütlesi Ay'da, Dünya'dakinin altıda birine düşer.
  2. Bir cismin kütlesi, Dünya'da ve Ay'da aynıdır.
  3. Kütle, yönü olan vektörel bir niceliktir.
  4. Kütlenin SI birimi newton'dur.
  5. Cismin kütlesi hızı arttıkça sürekli azalır.

Doğru cevap: B

Çözüm

1. Kütle, cismin eylemsizliğinin ölçüsüdür ve bulunduğu yerden bağımsızdır; Ay'da değişen yalnızca ağırlıktır ($W = mg$).
2. Kütle skalerdir ve birimi kilogramdır; newton kuvvet birimidir.
3. Klasik mekanikte kütle hızla değişmez.
Sonuç: kütle Dünya'da ve Ay'da aynıdır. "Altıda bire düşer" ifadesi kütle ile ağırlık karışıklığından doğar.

Fizik I: tüm konular