Kütle ve ağırlık, sıkça karıştırılan ancak birbirinden farklı kavramlardır. Her iki terim de fiziksel büyüklükleri ifade eder; ancak kütle, bir cismin sahip olduğu madde miktarını gösterirken, ağırlık yer çekimi kuvvetinin bir sonucu olarak ortaya çıkar. Bu yazıda, kütle ve ağırlık arasındaki farkları ve nasıl ölçüldüklerini detaylı bir şekilde ele alacağız.

5. Sınıf Kütle ve Ağırlık Testleri

5. Sınıf Kütle ve Ağırlık Ders Notu

Kütle: Bir cismin sahip olduğu madde miktarıdır ve her yerde sabittir. Kütle terazi ile ölçülür ve birimi kilogramdır.

• Kütle yönü olmayan bir büyüklüktür.
• Birimi kilogram ve katlarıdır.
• Eşit kollu terazi ile ölçülür.
• Kütle “m” (mass) harfi ile gösterilir.
• Bir cismin sahip olduğu kütlesi, cismin madde miktarı değişmediği sürece bulunduğu konuma göre değişmez. Yani bir elmanın kütlesi, nerede ölçülürse ölçülsün değişmez.
• Bir cismin madde miktarı arttığında veya azaldığında kütlesi de artar veya azalır. Örneğin bir elma ikiye bölündüğünde, bir tahta parçası kesildiğinde veya kilo verdiğimizde kütle azalır.

• Günlük hayatta yaptığımız alışverişlerin birçoğu aldığımız ürünlerin kütlelerine göre gerçekleştirilir.
• Örneğin pazardan aldığımız elma, portakal, patates gibi gıdalar kütleleri üzerinden fiyatlandırılarak satılmaktadır.

Yer Çekimi Kuvveti

Dünya üzerinde rahatça yürümemizi, top oynamamızı, paraşütle yere inmeyi, kaydıraktan kayan bir çocuğun aşağıya doğru kaymasını sağlayan, temas gerektirmeyen bir kuvvet vardır. Cisimlerin yere doğru hareketini sağlayan bu kuvvete yer çekimi kuvveti denir.

• Yerkürenin çekimi tek yönlü değildir. Kütlesi olan cisimler, birbirlerine kütlelerinden dolayı çekim kuvveti uygularlar.
• Yerkürenin yanı sıra, üzerindeki cisimler de yerküreye bir çekim kuvveti uygular. Ancak yerkürenin kütlesine oranla cisimlerin kütlesi çok küçük olduğundan, yerkürenin çekim etkisi daha fazla hissedilir.
• Dünya ile Ay arasındaki çekim kuvveti, birbirlerine göre olan konumları, hareketleri veya yeryüzü şekillerine göre değişiklik gösterir.

• Evrendeki tüm kütleler arasında bir çekim kuvveti vardır.
• Bir gök cisminin kütlesi arttıkça, o cisim tarafından uygulanan kütle çekim kuvveti de artar.
• Dünya’nın cisimlere uyguladığı çekim kuvveti 9,8 N/kg’dır. Ay’ın çekim kuvveti ise Dünya’nınkinden daha zayıftır; yaklaşık olarak Dünya’nın çekim kuvvetinin 1/6’sı kadardır.

Ağırlık

Dünya üzerindeki cisimlere etki eden yer çekimi kuvvetine ağırlık denir.

• Ağırlık, bir cismin etki eden yer çekimi kuvvetinin büyüklüğüdür.
• Ağırlık, yaylı kuvvet ölçer (dinamometre) ile ölçülür.
• Kütlesi artan bir cismin ağırlığı da artar.
• Kütle ve ağırlık birbiriyle ilişkili olsa da farklı büyüklüklerdir. Kütle sabit bir büyüklükken, ağırlık bulunduğu yere bağlı olarak değişir.
• Ağırlık, yer çekimi kuvvetinin etkisiyle ortaya çıkan bir büyüklüktür. Dünya’da bir cismin ağırlığı, Ay’a kıyasla daha fazladır çünkü Dünya’nın çekim kuvveti daha büyüktür.
• Kütle ile ağırlık birbirine karıştırılmamalıdır. Bir cismin kütlesi her yerde aynı kalırken, ağırlığı o cismin bulunduğu yerin çekim kuvvetine göre değişir.

Dünya’nın üzerinde bulunan varlıklara uyguladığı kütle çekim kuvvetine yer çekimi kuvveti denir, bu olaya da yer çekimi adı verilir.

• Yer çekimi de bir kütle çekimidir. Newton’un “Evrensel Çekim Yasası” ile açıklanan bu kuvvet sayesinde Dünya’daki cisimler, çevresindeki maddelere ağırlık kazandırır.
• Yüksekten bırakılan her varlık yere düşer. İnsanlar da ne kadar yukarı sıçrarsa sıçrasın tekrar yere düşer. Bunun sebebi, yer çekimi dediğimiz Dünya’nın çekim kuvvetidir.
• Yer çekimi, cisimleri Dünya’nın merkezine doğru çeker. 1 kg kütleye 9,81 N kuvvet uygulanır, bu da 1 kg’lık bir cismin Dünya’daki ağırlığının yaklaşık 10 N olduğunu gösterir.
• Bir cismin ağırlığı hesaplanırken o cismin kütlesi (yaklaşık) 10 ile çarpılır.
• Dünya’daki yer çekimi kuvveti Ay’daki yer çekim kuvvetinin yaklaşık 6 katıdır. Bu yüzden, bir cismin Dünya’daki ağırlığı Ay’da 6 kat daha hafif olur.
• Örneğin, Dünya’da 30 kg olan bir kişinin ağırlığı yaklaşık 300 N’dir. Ay’da bu kişinin ağırlığı ise 50 N olur. Ancak, bu kişinin kütlesi hem Dünya’da hem de Ay’da aynı kalır: 30 kg.

Ağırlığın Dünya Üzerinde Değişimi

• Yer çekimi kuvveti Dünya’nın her noktasında aynı değildir.
• Dünya’nın merkezinden uzaklaştıkça cisimlerin üzerinde etki eden çekim kuvveti azalır. Dolayısıyla, ekvatordan kutuplara doğru gidildikçe ağırlık değişir.
• Dünya’nın kutuplarında çekim kuvveti daha fazla olduğu için cisimlerin ağırlığı kutuplarda daha fazladır. Ekvatorda ise çekim kuvveti daha zayıftır.
• Dünya’nın yarıçapı ekvatorda yaklaşık 6378 km, kutuplarda ise 6356 km’dir. Bu yüzden kutuplarda yer çekimi daha güçlüdür, cisimler ekvatorda daha hafiftir.

Kütle Çekimi ve Ağırlık

• Kütle çekimi, gök cisimlerinin belirli yörüngelerde kalmasını sağlar.
• Genel olarak kütle çekimi, Dünya ve diğer gezegenlerin Güneş’in yörüngesinde, Ay’ın da Dünya’nın yörüngesinde kalmasına yardımcı olur.
• Dünya’daki gelgit olaylarının nedeni de Ay’ın çekim kuvvetinin etkisidir.
• Bir cismin kütlesi Dünya’da ve Ay’da değişmezken, ağırlığı Dünya’dakinin 1/6’sı kadar olur.
• Günlük hayatta kullanılan yaylı el kantarı, baskül veya elektronik terazi gibi aletler ağırlık ölçmek için kullanılır. Bu araçlar kullanım kolaylığı açısından daha sık tercih edilir, ancak kütle ölçümünde kesin sonuçlar vermeleri için dikkatli kullanılmalıdır.

Çözümlü Test Soruları

Soru 1:

Kütle ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Kütle dinamometre ile ölçülür.
B) Kütle her gezegende farklıdır.
C) Kütle birimi kilogramdır.
D) Kütle bir cisme etki eden kuvvettir.

Çözüm:
Kütle, madde miktarını gösterir ve kilogram (kg) birimi ile ölçülür. Her gezegende değişmez ve birimi kilogramdır.

Doğru cevap: C)

Soru 2:

Ağırlık ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

A) Ağırlık bir cisimdeki madde miktarıdır.
B) Ağırlık her gezegende aynıdır.
C) Ağırlık, yer çekimi kuvvetinin cisim üzerine uyguladığı kuvvettir.
D) Ağırlık her zaman kilogram ile ölçülür.

Çözüm:
Ağırlık, yer çekimi kuvvetinin bir cisim üzerine uyguladığı kuvvettir ve ağırlık birimi Newton (N)’dır. Ağırlık gezegene göre değişir.

Doğru cevap: C)

Soru 3:

Bir cismin kütlesi Dünya’da 50 kilogramdır. Bu cismin kütlesi Ay’da ne olur?

A) 10 kilogram
B) 50 kilogram
C) 30 kilogram
D) 60 kilogram

Çözüm:
Kütle, cismin sahip olduğu madde miktarıdır ve bulunduğu gezegen ya da yerçekimi fark etmeksizin değişmez. Bu yüzden cismin kütlesi Ay’da da 50 kilogram olacaktır.

Doğru cevap: B)

Soru 4:

Bir cismin ağırlığı, Dünya’da 100 N’dur. Aynı cismin Ay’daki ağırlığı yaklaşık olarak ne kadar olur?

A) 100 N
B) 10 N
C) 60 N
D) 16 N

Çözüm:
Ay’ın yer çekimi kuvveti, Dünya’nınkine göre yaklaşık 6 kat daha azdır. Bu nedenle cismin Ay’daki ağırlığı da 6 kat azalır. 100 N ÷ 6 ≈ 16 N

Doğru cevap: D)

Soru 5:

Aşağıdakilerden hangisi kütle ve ağırlık arasındaki farklardan biridir?

A) Kütle dinamometre ile, ağırlık terazide ölçülür.
B) Kütle her gezegende farklıdır, ağırlık aynıdır.
C) Kütle değişmez, ağırlık yer çekimine bağlı olarak değişir.
D) Kütle Newton birimiyle, ağırlık kilogram birimiyle ölçülür.

Çözüm:
Kütle, maddenin miktarıdır ve değişmez. Ağırlık ise yer çekimine bağlı olarak değişir. Kütle kilogram (kg), ağırlık Newton (N) birimiyle ölçülür.

Doğru cevap: C)