7. Sınıf Fen Bilimleri: Kütle ve Ağırlık Konusu

Kütle Çekim Kuvveti ve Temel Kavramlar

Gök cisimleri arasında kütle çekim kuvveti bulunur. Dünya da üzerindeki cisimlere kendine doğru bir çekim kuvveti uygular, buna yer çekimi kuvveti denir. Bu çekimin nedeni cisimlerin kütleleridir.

Kütle, madde miktarıdır ve birimi gram $g$ veya kilogram (kg)'dır. Kütle değeri nerede olursan ol değişmez ve eşit kollu terazi ile ölçülür. Terazilerin dijital ve analog çeşitleri vardır.

Ağırlık ise, bir cismin kütlesine etki eden yer çekimi kuvvetidir. Ağırlık bir kuvvet olduğu için birimi Newton (N)'dur ve dinamometre ile ölçülür. Ağırlığın yönü her zaman Dünya'nın merkezine doğrudur.

Dikkat! Güneş'in uyguladığı kütle çekimi sayesinde, tüm gezegenler Güneş'in etrafında belirli yörüngelerde dolanırlar. Eğik düzlemde bir cismin hızlanmasının nedeni de yer çekimi kuvvetidir.

Ağırlığın Değişimi

Ağırlık, bulunduğun yere göre değişen bir değerdir. Dünya kutuplardan basık, ekvatordan şişkindir. Bu yüzden bir cismin kutuplardaki ağırlığı, ekvatordaki ağırlığından daha büyüktür.

Bir cismin ağırlığı, Dünya'nın merkezine olan uzaklığa göre de değişir. Deniz seviyesinden uzaklaştıkça (dağlara çıktıkça) ağırlık azalır. Merkeze olan uzaklık arttıkça, cisme etki eden yer çekimi kuvveti azalır ve cismin ağırlığı da azalır.

Dinamometre ile yapılan ölçümlerde, deniz seviyesinden yükseğe çıkıldığında ölçülen değer daha az olur. Bu nedenle dağın tepesindeki bir cismin ağırlığı, deniz seviyesindeki ağırlığından daha azdır.

Bunu biliyorsun! Ay'daki çekim kuvveti Dünya'dakinin 1/6'sı kadardır. Yani Dünya'da ağırlığı 60N olan bir cismin Ay'daki ağırlığı sadece 10N'dir. Ama kütlesi aynı kalır!

Gezegenlerde Ağırlık

Farklı gezegenlerde yer çekimi kuvveti farklıdır. Gök cisminin kütlesi ne kadar büyükse, üzerindeki cisimlere uyguladığı çekim kuvveti de o kadar büyüktür.

Örneğin, 1 kg'lık bir cisme Jüpiter'in uyguladığı çekim kuvveti 23,3 N iken, Mars'ın uyguladığı çekim kuvveti sadece 3,8 N'dur. Venüs'te bu değer 8,87 N, Neptün'de 11 N'dur. Ay'da ise sadece 1,62 N'dur.

Bir cismin kütlesi hangi gezegene giderse gitsin değişmez. Ancak ağırlığı bulunduğu gezegene göre farklılık gösterir. 100 kg'lık bir cismin ağırlığı Mars'ta en az, Jüpiter'de en fazla olacaktır.

Harika bir bilgi! Astronotlar uzayda "ağırlıksızlık" hissi yaşarlar ama kütleleri değişmez. Aslında uzayda da kütle çekim kuvveti vardır, ama astronot ve uzay aracı aynı şekilde düştüğü için birbirlerine göre ağırlıksız gibi görünürler.

Ağırlık ve Kütle Ölçümleri

Dünya'da ağırlığı 180 N olan bir cismin kütlesi 18 kg'dır (1 kg yaklaşık 10 N'dur). Bu cismin Ay'daki ağırlığı 30 N'dur çünkü Ay'daki çekim kuvveti Dünya'dakinin 1/6'sı kadardır. Ancak cismin Ay'daki kütlesi yine 18 kg'dır, kütle değişmez!

Dağın farklı yüksekliklerinde bulunan K, L ve M noktalarında dinamometreler aynı değeri gösteriyorsa, bunlara asılan cisimlerin kütleleri farklı olmalıdır. Yükseklik arttıkça yer çekimi azaldığından, aynı ağırlığı göstermesi için daha yüksekte bulunan cisimlerin kütlesi daha büyük olmalıdır.

Unutma! Ağırlık ve kütle farklı kavramlardır. Kütle madde miktarı olup gram veya kilogramla ölçülür ve değişmez. Ağırlık ise bir kuvvet olup Newton birimiyle ölçülür ve bulunduğun yere göre değişir.