Mıknatısların Uyguladığı Kuvvet
Mıknatısın kutuplarını ve çektiği maddeleri tanı; temas gerektirmeyen kuvveti keşfet, günlük kullanımlardan yeni bir tasarıma ulaş.
Bir buzdolabı süsü çelik kapının üzerinde nasıl durur? Mıknatıs, bazı maddelere kuvvet uygulayarak onları kendine çekebilir. İki mıknatıs ise karşı karşıya gelen kutuplarına göre birbirini çekebilir veya itebilir.
Bu konuda öğreneceklerin
- Mıknatısların farklı şekillerini ve iki kutbunu tanırsın.
- Aynı ve farklı kutupların etkisini karşılaştırırsın.
- Mıknatısın hangi maddeleri çektiğini güvenli denemelerle keşfedersin.
- Mıknatıs kuvvetinin temas gerektirmediğini gözlemlersin.
- Günlük kullanımları açıklayıp mıknatıstan yararlanan bir tasarım önerirsin.
01 · Mıknatıs ve kutupları
Demir, nikel ve kobalt gibi bazı maddeleri kendine çekebilen cisimlere mıknatıs denir. Mıknatıslar doğal olarak bulunabilir veya insanlar tarafından üretilebilir. Çubuk, U, at nalı ve halka biçiminde mıknatıslar vardır. Biçimleri değişse de mıknatısların kuzey ve güney olmak üzere iki kutbu bulunur.
| Kutup | Gösterimi |
|---|---|
| Kuzey kutbu | N harfiyle gösterilir. |
| Güney kutbu | S harfiyle gösterilir. |
02 · Aynı kutuplar iter, farklı kutuplar çeker
Mıknatısların birbirine bakan uçları aynı kutupsa birbirlerine itme kuvveti uygularlar. Birbirine bakan uçları farklı kutupsa birbirlerine çekme kuvveti uygularlar. Sonucu belirlemek için mıknatısın bütününe değil, karşı karşıya gelen iki ucuna bakarız.
| Karşı karşıya gelen kutuplar | Etkisi |
|---|---|
| N ile N | Aynı kutuplar: itme |
| S ile S | Aynı kutuplar: itme |
| N ile S | Farklı kutuplar: çekme |
| S ile N | Farklı kutuplar: çekme |
03 · Bir mıknatısın parçaları
Bir mıknatıs parçalara ayrıldığında, parçalar da mıknatıs özelliği gösterebilir. Her parçada kuzey ve güney kutbu bulunur. Mıknatısı ikiye ayırarak yalnız N kutbu olan bir parça ve yalnız S kutbu olan başka bir parça elde edemeyiz.
04 · Mıknatıs hangi maddeleri çeker?
Mıknatıs bütün maddeleri çekmez. Demirden yapılmış bir cıvata ve sıradan çelik ataş mıknatıs tarafından çekilebilir. Tahta, plastik, cam ve kâğıt gibi maddeler normal bir sınıf mıknatısı tarafından bu biçimde çekilmez.
| Seçtiğimiz örnek | Beklenen gözlem |
|---|---|
| Demir cıvata ve sıradan çelik ataş | Mıknatıs tarafından çekilir. |
| Bakır tel ve alüminyum folyo | Normal sınıf mıknatısı tarafından belirgin biçimde çekilmez. |
| Tahta blok, plastik kapak, cam bardak ve kâğıt | Normal sınıf mıknatısı tarafından bu biçimde çekilmez. |
05 · Temas etmeden kuvvet uygulama
Mıknatısın bir cismi çekmesi için o cisme mutlaka dokunması gerekmez. Yeterince yaklaştırılan mıknatıs, arada küçük bir boşluk varken de çelik ataşı hareket ettirebilir. Bu nedenle mıknatıs kuvveti temas gerektirmeyen bir kuvvettir.
06 · Güvenli bir mıknatıs denemesi
- Demir cıvata, sıradan çelik ataş, bakır tel, tahta blok ve plastik kapak için “çeker / çekmez” tahmini yap.
- Aynı mıknatısı her nesneye benzer başlangıç uzaklığından yavaşça yaklaştır. Nesneleri sırayla incele; arada mıknatısı değiştirme.
- Sonucu tahmininle karşılaştır. Beklenmeyen bir sonuç varsa nesnenin yapıldığı maddeyi ve deneme koşullarını yeniden kontrol et.
- İki sınıf mıknatısının N–N, S–S ve N–S uçlarını yetişkinle karşılaştır. Çekme ve itme gözlemlerini ayrı yaz.
- İnce karton ve çelik ataşla, mıknatısın temas etmeden etkili olup olmadığını incele.
| Kayıt başlığı | Yazacağım bilgi |
|---|---|
| Nesne ve madde | Hangi nesne? Hangi maddeden yapılmış? |
| Tahmin | Mıknatısın çekmesini bekliyor muyum? |
| Koşullar | Hangi mıknatısı kullandım? Başlangıç uzaklığı nasıldı? |
| Gözlem ve sonuç | Nesne hareket etti mi? Tahminimle uyuştu mu? |
07 · Günlük yaşamda mıknatıslar
| Kullanım | Mıknatısın katkısı |
|---|---|
| Buzdolabı süsü | Arkasındaki mıknatıs uygun çelik yüzeye tutunmasını sağlar. |
| Buzdolabı kapısı | Kapı contasındaki mıknatıs, uygun yüzeyle kapının kapalı tutulmasına yardım eder. |
| Pusula | Manyetik ibre yön bulmaya yardım eder. Yakındaki başka mıknatıslar ibrenin yönünü etkileyebilir. |
| Hoparlör ve bazı elektrik motorları | Yapılarında mıknatıslardan yararlanılır. Bu araçların bütün çalışma ayrıntılarını bu ünitede incelemeyiz. |
| Geri dönüşümde ayırma | Uygun manyetik düzenekler, demir içeren bazı parçaları diğer malzemelerden ayırmaya yardım eder. |
08 · Mıknatısla yeni bir çözüm tasarla
Öğrendiğin bir özelliği kullanarak yeni bir araç veya oyun fikri geliştirebilirsin. Önce çözmek istediğin küçük sorunu belirle. Sonra mıknatısın hangi özelliğinden yararlanacağını açıkla ve güvenli bir model planla.
- İnce kartona bir yol çiz; bir yetişkinle kâğıt arabanın altına çelik ataşı güvenli biçimde sabitle.
- Mıknatısı kartonun altından yavaşça ilerlet. Arabanın yolu izleyip izlemediğini gözlemle.
- Model çalışmazsa ataşın konumunu veya mıknatıs ile ataş arasındaki uzaklığı tek tek değiştir. Her değişikliği kaydet.
- Fikrini küçük bir çizimle tanıt: sorunu, kullanılan malzemeleri, mıknatısın görevini ve sonucu açıkla.
- Tasarımının işe yarayan ve geliştirilmesi gereken yönlerini arkadaşlarınla değerlendir.
Mini kontrol
Bir öğrenci demirden yapılmış bir cıvata, bakır tel, tahta blok ve plastik kapak seçiyor. Normal bir sınıf mıknatısı bu nesnelerden hangisini belirgin biçimde kendine çeker?
İki çubuk mıknatısın karşı karşıya gelen uçlarından biri N, diğeri S kutbudur. Mıknatıslar birbirine yaklaştırılınca ne gözlenir?
İki mıknatısın birbirine bakan uçlarının ikisi de S kutbudur. Bu uçlar yaklaştırıldığında hangi durum beklenir?
İnce kartonun üstünde çelik bir ataş, altında ise ataşa değmeyen bir mıknatıs bulunuyor. Mıknatıs hareket ettirilince ataş da onu izliyor. Bu gözlem hangisini gösterir?
Bir buzdolabı süsü, arkasındaki mıknatıs sayesinde çelik kapının üzerinde duruyor. Mıknatısın bu kullanımında hangi özelliğinden yararlanılır?
Ada, ince kartonun üzerindeki çelik ataşı, kartonun altındaki mıknatısla oynatabildiğini gözlüyor. Bu gözlemden yararlanarak hangi oyuncağı tasarlayabilir?
- 1Mıknatısın N ve S ile gösterilen iki kutbu vardır.
- 2Aynı kutuplar birbirini iter; farklı kutuplar birbirini çeker.
- 3Parçalara ayrılan mıknatısın her parçasında iki kutup bulunur.
- 4Mıknatıs her maddeyi ve her metali çekmez; yapıldığı madde önemlidir.
- 5Mıknatıs kuvveti temas gerektirmez; uzaklık ve deneme koşulları sonucu etkiler.
- 6Mıknatıslar günlük yaşamda ve teknolojide farklı amaçlarla kullanılır.
- 7Yeni bir tasarımda mıknatısın belirli bir özelliğinden yararlanır, modeli deneyip geliştiririz.