05.09.2013 Views

Fizik - Eba

Fizik - Eba

Fizik - Eba

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

ORTAÖĞRETİM<br />

<strong>Fizik</strong> 10<br />

DERS KİTABI<br />

YAZARLAR<br />

Celâlettin KALYONCU<br />

Engin PEKTAŞ Ali DEĞERMENCİ<br />

M. Altan KURNAZ Abdullah TÜTÜNCÜ<br />

Yaşar ÇAKMAK Güntaç BAYRAKTAR<br />

DEVLET KİTAPLARI<br />

DÖRDÜNCÜ BASKI<br />

........................, 2012


M‹LLÎ E⁄‹T‹M BAKANLI⁄I YAYINLARI.................................................................................: 4655<br />

DERS K‹TAPLARI D‹Z‹S‹.......................................................................................................: 1352<br />

12.?.Y.0002.3828<br />

Her hakkı saklıdır ve Millî Eğitim Bakanlığına aittir. Kitabın metin, soru ve şekilleri<br />

kısmen de olsa hiçbir surette alınıp yayımlanamaz.<br />

EDİTÖR<br />

Prof. Dr. Salih ÇEPNİ<br />

DİL UZMANI<br />

Asiye CİHAN<br />

GÖRSEL TASARIM UZMANI<br />

Mustafa KÜÇÜK<br />

Adem Yavuz HIZAL<br />

PROGRAM GELİŞTİRME UZMANI<br />

Vedat UZUNER<br />

ÖLÇME DEĞERLENDİRME UZMANI<br />

Yurdagül GÜNAL<br />

REHBERLİK ve PSİKOLOJİK DANIŞMA UZMANI<br />

Adem POLAT<br />

ISBN: 978-975-11-3212-3<br />

Millî Eğitim Bakanlığı, Talim Terbiye Kurulu Baflkanl›¤›n›n 11.05.2009 gün ve 3470 say›l› kararı<br />

ile ders kitab› olarak kabul edilmifl, Destek Hizmetleri Genel Müdürlüğünün 19.03.2012 gün ve<br />

3398 say›l› yaz›s› ile dördüncü defa 377.313 adet bas›lm›flt›r.


ÖN SÖZ<br />

Öğretim programları, birçok ülkede yaklaşık beş yılda bir uzmanların bir araya gelmesi ile ihtiyaçlar<br />

doğrultusunda köklü değişimlere uğramakta veya tamamen değiştirilmektedir. Örneğin; Avrupa Birliği (AB)<br />

üye ülkeleri komisyonlar oluşturarak bu ülkelerdeki eğitiminin kalitesini artırmak için sürekli çalışmaktadırlar.<br />

Bu süreçte, üst düzey düşünme yetenekleri, bilgi ve iletişim teknolojileri, yapısalcı veya yaşam temelli<br />

öğrenme yaklaşımları, alternatif ölçme - değerlendirme yaklaşımları gibi kavramlar öğretim programlarında<br />

yeni eğilimler ve ortak kavramlar olarak tanıtılmaktadır. Ülkemiz açısından bakıldığında Ortaöğretim<br />

<strong>Fizik</strong> Dersi Öğretim Programı yirmi yılı aşkın bir süredir önemli bir değişikliğe uğramamıştır. Bu program,<br />

davranışçı öğrenme kuramını temel almıştır. Bu süreçte hazırlanan fizik ders kitapları, öğretmenlerin<br />

kitaplardaki bilgileri daha çok düz anlatım yöntemi kullanarak sunabilecekleri bir tarzda yazılmıştır.<br />

Çağımızda ise öğrencinin aktif olduğu, yaparak - yaşayarak bilgiye ulaştığı, öğrencinin zekâ türüne uygun<br />

öğretilerle kavramların irdelendiği, değerlendirmede alternatif ölçme - değerlendirme yaklaşımının birçok<br />

tekniğinin kullanıldığı ve performans gelişimine odaklanan öğrenme kuramlarının savunulduğu fikirler ön<br />

plana çıkmaktadır. Dolayısıyla bu fikirleri yansıtacak fizik ders kitaplarına ihtiyaç duyulmaktadır. 2007 yılında<br />

geliştirilen <strong>Fizik</strong> Dersi Öğretim Programı’nın çağa uygun öğrenme anlayışlarına paralel olacak şekilde, hızlı<br />

değişimlere ayak uydurabilecek, esnek ve dinamik bir yapıya sahip olduğuna inanılmaktadır.<br />

2007 <strong>Fizik</strong> Dersi Öğretim Programı’nın temel yapısı aşağıdaki modelde gösterilmiştir. Modelde beceri<br />

ve bilgi kazanımları sırasıyla ağaç, kök ve meyve ile temsil edilmektedir. Bilgi ve beceri kazanımlarının<br />

dönüşümlü olarak birbirini desteklediğini göstermek için model de su damlası benzetmesi kullanılmıştır.<br />

2007 <strong>Fizik</strong> Dersi Öğretim Programı’nın Temel Yapısı (MEB, 2007).<br />

7


Yeni programın başarıya ulaşması için öncelikle <strong>Fizik</strong> Dersi Öğretim Programlarımıza yeni giren Yaşam<br />

(Bağlam) Temelli Öğrenme ve Yapısalcı Öğrenme Yaklaşımları, Problem Çözme Becerileri (PÇB), Bilişim<br />

ve İletişim Becerileri (BİB), <strong>Fizik</strong> - Teknoloji - Toplum - Çevre (FTTÇ) yaklaşımı, Tutum ve Değerler (TD) ve<br />

Alternatif Ölçme ve Değerlendirme yaklaşımı gibi konu veya kavramların öğretmenler tarafından çok iyi bir<br />

şekilde anlaşılması gerekmektedir. Bu kavramlar aşağıda özetlenmiştir.<br />

A. Yaşam (Bağlam) Temelli Öğrenme Yaklaşımı: Yeni programlarda bağlam kavramı;<br />

öğrencilerin günlük hayatta karşılaştığı veya karşılaşabileceği gerçek bir durumdan, bir olaydan, bir olgudan<br />

veya günlük hayatta kullandığı veya yakından tanıdığı bir teknolojik araçtan yola çıkarak ünitede verilmek<br />

istenen konu veya kavramları, ilişkilendirme anlamında kullanılmaktadır.<br />

Okul bilgisi ile yaşam bilgisinin birbiriyle olan ilişkisi, fizik kitaplarına çok az yansıdığından ülkemizde<br />

bir çok öğrenci, fizik derslerini sıkıcı bulmakta ve haklı olarak “Bu dersleri bizlere niçin okutuyorlar?<br />

<strong>Fizik</strong> derslerinde anlatılan bilgilerle gerçek yaşantımızda hangi sorunlarımızı çözebiliriz ki?” gibi sorular<br />

sormaktadırlar. Geleneksel fizik kitaplarında ve derslerinde bu soruların cevaplarını bulamayan öğrencilerin<br />

fizik derslerine olan ilgileri azalmakta ve öğrenciler, buna paralel olarak fizik derslerinde başarısız<br />

olmaktadırlar. Ayrıca fizik derslerini seçen öğrenci sayısında her geçen gün bir düşüş yaşandığı da gerçektir.<br />

Bağlam temelli öğrenme yaklaşımı; öğrencilerin günlük hayatta karşılaştıkları bir olayı veya günlük<br />

hayatta kullandıkları ve yakından tanıdıkları teknolojik bir aracı temel alarak ünitede geçen konu veya<br />

kavramların bu olay veya araç ile olası bağlantılarını kuran bir yaklaşımdır. Yapısalcı öğrenme kuramı ile<br />

iç içe olduğu bilinen bu yaklaşımın nihai hedefi, öğrencilerin edindikleri bilgileri yeni durumlara transfer<br />

edebilmelerini sağlamaktır.<br />

Bağlamsal öğrenmede kullanılan stratejiler; çok etkili olarak bilinen öğretmenleri kapsayan çalışmalardan<br />

elde edilen sonuçlar, bu öğretmenlerin derslerinde vurgu yaptıkları beş önemli hususu ortaya çıkarmıştır.<br />

Bu hususlar bağlamsal öğrenme yaklaşımının benimsediği stratejiler olarak tanımlanmıştır. Bu stratejiler:<br />

a) İlişkilendirme: En kuvvetli bağlamsal öğrenme stratejisi olarak kabul görmektedir. Öğrencilerin<br />

ön bilgileri ve hayat tecrübeleri ile öğrenecekleri bilgiler arasında ilişkiler kurması, onların bilgileri anlamlı<br />

öğrenmelerini sağlayacaktır. Öğrenciler genellikle yeni bilgiyi benzer bilgilerle rahatlıkla ilişkilendiremezler.<br />

Bu nedenle öğretmenler öğrencilere gerçekle uyumlu durumlar sunmak için bu süreci dikkatle planlamalı ve<br />

örneklendirilen olayları gerçek yaşam kesitinden almalıdırlar. Öğrencilerin ilgisini çekmek amacıyla günlük<br />

hayatta karşılaşılan olaylar ve kullanılan teknolojik araçlarla ilgili kavramlar arasında bağlantılar kurarak<br />

derse başlamak da öğrencilerin fiziğe karşı olan tutumunu pozitif yönde etkileyecektir.<br />

b) Tecrübe etme: İlişkilendirme, öğrencilerin yeni bilgileri kendileriyle birlikte sınıfa getirdikleri, kendi<br />

hayat tecrübeleriyle veya ön bilgileriyle birleştirmesiyle mümkündür. Eğer öğrenciler tecrübe ve ön bilgi<br />

yönünden yeterli düzeye henüz ulaşmamışlarsa, öğrencilerin bu ilişkileri görmeleri oldukça zordur. Bu<br />

nedenle bu aşama, daha çok onların karşılaşacakları yeni bir durumu anlamada veya bir problemi çözmede<br />

onlara gerekecek bilgi ve becerileri geliştirmeleri için kullanılan bir aşamadır. Bu aşamada öğrencilerin<br />

keşfetme, bulma, icat etme yolu ile yaparak ve yaşayarak öğrenmeleri gerekir. Laboratuvarlarda yapılan<br />

deney veya etkinliklerin yanında, problem çözme aktiviteleri (öğrencilerin problem çözme becerisi, analitik<br />

düşünme, iletişim kurma, grup etkileşimini geliştirme) ve soyut kavramları model ve benzetimler kullanarak<br />

anlamaları hususları kritik öneme sahiptir.<br />

c) Pratik yapma / Uygulama: Öğrencilerin kavramları gerçek yaşamda kullanıp bunlardan fayda<br />

sağlamak için gayret sarf ettikleri aşamadır. Günlük yaşamda hangi olaylar veya teknolojiler öğrendiğim<br />

kavramlarla ilişkilidir? Düşüncesi ile hareket eden öğrenciler, günlük hayattan bulabildiği kadar özel<br />

örnekler bulur ve bu örneklerle öğrenilen kavramın nasıl bir bağlantı içerisinde olduğunu sorgularlar. Bu<br />

süreçte onların, öğrenilen bilgilerin pratikte bir işe yaradığı veya merak ettikleri olayların açıklamalarına<br />

katkı sağladığı yönünde bir anlayış geliştirmeler mutlaka sağlanmalıdır.<br />

d) İşbirliği oluşturma / Grupla çalışma: Grup çalışmaları bireysel çalışmalara oranla öğrenci başarısını<br />

ve motivasyonunu oldukça arttırdığı kabul gören bir ilkedir. Problem çözme aktiviteleri, çoğu zaman<br />

gerçekle iç içe olduğundan karmaşıktır. Öğrenciler bireysel olarak çalıştıklarında ve öğretmenlerinden<br />

de yardım alamadıklarında çalışmaları, çoğunlukla olumsuz olarak neticelenmektedir. Oysa öğrenciler,<br />

problemler üzerinde küçük gruplar oluşturarak iş birliği içinde çalışırlarsa dışarıdan küçük bir yardımla<br />

problemi çözebilirler. Çünkü öğrenciler akranlarıyla birlikte çalıştıklarında bireysel stres ve kaygı düzeyleri<br />

azalır. Arkadaşlarına rahatlıkla sorular sorar, kendi fikirlerini başkası ile paylaşır ve kendilerine olan güven<br />

8


duygularını geliştirirler. Bu yolla kendi fikir veya bilgilerinin test edilmesini veya değerlendirmesini öğrenirler.<br />

Bu süreçte öğretmen duruma uygun olarak, bazen yönlendirici, bazen motive edici, bazen bilgi veya kaynak<br />

sağlayıcı, bazen açıklayıcı gibi çeşitli roller üstlenebilirler. Fakat hiçbir zaman dersi anlatan bir birey olmazlar.<br />

e) Transfer etme: Öğrenilen bilginin, henüz öğrenilmemiş yeni bir duruma uyarlanması veya<br />

öğrencilerin dikkatini çekmemiş yeni bir olayla ilişkilendirmesinin sağlanmasıdır. Bilginin transferi hem ders<br />

içi ve hem de ders dışı durumlara veya olaylar üzerine yapılabilir. Ders dışı ilişkilendirmelerle öğrenciler,<br />

öğrendikleri bilgi veya kavramların farklı disiplinlerdeki yerini ve ilişkilerini kavrarlar. Öğrencinin algılamada<br />

zorluk çektiği yeni bir teknolojiyi veya kavramı anlamada ve günlük hayatta daha önce çözemediği bir<br />

problemi çözmede bilgilerini kullanma, bu strateji kapsamında ele alınır.<br />

B. Yapısalcı Öğrenme Yaklaşımının 5E Modeli<br />

a) Girme aşaması: Öğrencilerin eski fikirlerinin farkında olmalarının sağlanması amacıyla, konu<br />

hakkında bildiklerini tanımlamalarına yardımcı olunur. Bu aşamada eğlendirici ve merak uyandırıcı bir<br />

girişle derse başlanır ve öğrencilere, anlatılacak olayın nedeni hakkında sorular sorulur. Burada önemli olan<br />

öğrencilerin doğru cevabı bulmaları değil, değişik fikirler ileri sürmeleri ve soru sormaya teşvik edilmemelidir.<br />

b) Keşfetme aşaması: Öğrenciler birlikte çalışıp, deneyler yaparak, öğretmenin yönlendirebileceği<br />

bilgisayar, video ya da kütüphane ortamında çalışarak sorunu çözmek için düşünceler üretirler. Bu<br />

düşünceler öğretmenin süzgecinden geçtikten sonra olayı çözümlemek için beceriler ve çözüm yollarına<br />

dönüştürülür. Bu aşama öğrencilerin en aktif oldukları aşamadır.<br />

c) Açıklama aşaması: Bu basamakta öğretmen öğrencilerin yetersiz olan eski düşüncelerini daha doğru<br />

olan yenileriyle değiştirmelerine yardımcı olur. Modelin öğretmen merkezli evresidir. Öğretmen, formal olarak<br />

tanımları ve bilimsel açıklamaları yapar; öğrencilere karşılaştıkları durumlarla ilgili düşüncelerini açıklamaları<br />

ve problemleri çözmeleri için yardımcı olur. Ayrıca çözüm yolları ile ilgili açıklamalarda bulunmalarını sağlar.<br />

Gerektiği durumlarda öğrencilere temel bilgi düzeyinde açıklamalarda bulunarak yardımcı olur.<br />

d) Derinleşme aşaması: Bu aşamada öğrenciler kazandıkları bilgileri veya problem çözme yaklaşımını<br />

yeni olaylara ve günlük hayatta karşılaştıkları problemlere uygularlar. Bu yolla zihinlerinde daha önce<br />

var olmayan yeni kavramları öğrenmenin yanında yeni elde ettikleri bilgileri, formal terimleri, tanımları<br />

kullanmaları ve yeni durumlarda, anlayışlarını sergilemeleri yönünde teşvik edilirler.<br />

e) Değerlendirme aşaması: Öğretmenin öğrencileri problem çözerken veya çeşitli etkinlikler yürütürken<br />

izlediği ve gerektiğinde onlara açık uçlu sorular sorduğu bir aşamadır. Bu aynı zamanda yeni kavram ve<br />

becerileri öğrenmede öğrencilerin kendi gelişmelerini değerlendirdikleri evredir.<br />

C. Problem Çözme Yaklaşımı (PÇB)<br />

Problem, öğrencinin karşılaştığı bir olayı sahip olduğu mevcut bilgi ile açıklayamaması olarak ifade<br />

edilebilir. Problem çözme sürecinde öğrenci karşılaştığı durumu tanımlar, çözüm için öneriler geliştirir,<br />

bunları test eder ve sonuca ulaşır. Bu özelliklerden dolayı problem çözme bir öğretim yaklaşımı olarak<br />

kullanılabileceği gibi araştırma yöntemi olarak da kullanılabilir.<br />

Problem çözme yaklaşımının kullanılması için öğrencilerin bazı yeterliliklere sahip olmaları,<br />

gerekmektedir. Öğrencilerin problemi çözebilecek ön bilgi, beceri ve zihinsel yeterliliğe sahip olmaları<br />

problem çözme becerilerine sahip olduklarının bir göstergesi olarak kabul edilebilir. Öğrencilerin problem<br />

çözme becerilerinin geliştirilmesini sağlamak için aşağıda verilen altı basamak takip edilebilir:<br />

1. Problemi tanımlama<br />

2. Geçici hipotezler oluşturma<br />

3. Probleme çözüm yolu oluşturma<br />

4. Veri toplama<br />

5. Sonuç çıkarma<br />

6. Sonuçları test etme<br />

Bu yaklaşımda, üründen ziyade öğrencilerin problem çözme sürecinde kazandıkları deneyim ve<br />

becerilere önem verilmelidir.<br />

Bununla birlikte öğretmene problem çözme sürecinde düşen görev ve sorumluluklar şu şekilde<br />

sıralanabilir:<br />

1. Öğrencileri problem çözmeye hazırlama<br />

a. Öğrencinin ilgisini çekebilecek etkinlikler tasarlama<br />

b. Problemin algılanmasını sağlayacak düzeyde etkinlikler tasarlama<br />

9


c. Problemin çözüm yolunu öğrencilerin, öncelikle zihinlerinde canlandırmalarını sağlama<br />

d. Problem çözümünde takip edilebilecekleri işlem basamaklarını tasarlama<br />

2. Benzer problemlerle öğrencileri karşılaştırma<br />

3. Problemi öğrencilerin seviyelerine göre sunma<br />

4. Problemin öneminin farkında olmalarını sağlama<br />

5. Öğrencileri, problemin çözümünün sağlayabileceği katkılardan haberdar etme<br />

6. Öğrencilerin gerekli araç - gereci kolay temin etmelerini sağlama<br />

7. Gerektiğinde öğrencilerin, uzmanlarla iletişime geçmelerine yardımcı olma<br />

8. Öğrencilerin ulaştıkları çözümü diğer problemlerin çözümünde kullanabileceklerini onlara fark ettirme<br />

9. Problemin çözüm sürecini değerlendirme<br />

2007 <strong>Fizik</strong> Dersi Öğretim Programı’nda yer alan problem çözme becerileri bu kitabın sonunda EK - 5’te<br />

verilmiştir.<br />

D. Bilişim ve İletişim Becerileri (BİB)<br />

Günümüzde bilgiye ulaşmada internet ve bilgisayar gibi teknolojik ürünler önemli bir yer tutmaktadır.<br />

Bu nedenle 2007 <strong>Fizik</strong> Dersi Öğretim Programı, bilişim çağının en önemli gereksinimlerinden olan temel<br />

bilgi teknolojilerini ve iletişim becerilerini öğrencilere kazandırmak için bilişim ve iletişim becerilerine özel<br />

önem vermiştir. Bu becerilere sahip öğrenciler; ihtiyaç duyduğu her konuda teknolojinin tüm olanaklarını<br />

kullanmak suretiyle sistematik bir hazırlık evresinden geçerek istediği bilgiye ulaşabilme, bu bilgileri en<br />

etkin şekilde işleyerek yorumlayabilme ve sunabilme becerilerine sahip olacaktır. Bilişim ve iletişim beceri<br />

kazanımlarının gelişmesini sağlayabilmek amacıyla etkinlikler hazırlanmış ve bu etkinlikler kitap içerisinde<br />

farklı yerlerde metin-görsel ilişkisi kurularak sunulmuştur.<br />

2007 <strong>Fizik</strong> Dersi Öğretim Programı’nda yer alan bilişim ve iletişim becerileri bu kitabın sonunda EK-<br />

6’da verilmiştir.<br />

E. <strong>Fizik</strong>-Teknoloji-Toplum-Çevre Becerileri (FTTÇ)<br />

Bu beceriler; fizik ile toplum, teknoloji ve çevre arasındaki ilişkileri anlama, yorumlama ve geliştirmeyi<br />

sağlayan kazanımları içermektedir.<br />

2007 <strong>Fizik</strong> Dersi Öğretim Programı’nda yer alan FTTÇ kazanımları bu kitabın sonunda EK - 7’de<br />

verilmiştir.<br />

F. Tutum ve Değerler (TD)<br />

Bu beceriler; öğrencileri bilimsel ve teknolojik bilgiler edinmeye, bu bilgilerin sadece kendisi için değil,<br />

karşılıklı olarak toplumun ve çevrenin yararına yönelik kullanılmasını destekleyen tutum ve değerleri<br />

geliştirmeye teşvik etmektedir.<br />

2007 <strong>Fizik</strong> Dersi Öğretim Programı’nda yer alan TD kazanımları bu kitabın sonunda EK - 8’de verilmiştir.<br />

G. Alternatif Ölçme-Değerlendirme Yaklaşımları<br />

a) Alternatif ölçme ve değerlendirme: Tek doğru cevabı bulunan çoktan seçmeli testlerin de içinde<br />

bulunduğu geleneksel değerlendirme tekniklerinin dışında kalan ve öğrenme ürünü ile birlikte öğrenme<br />

sürecinin de değerlendirildiği ölçme ve değerlendirme yaklaşımıdır. Alternatif ölçme ve değerlendirmede<br />

en temel amaç, öğrencilerin istenilen alandaki bilgi ve becerilerini ölçmek için o alanla ilgili öğrencilere bir<br />

görev verip onların o görevdeki etkililiğini, geçerlik ve güvenirlikleri sağlanmış ölçme araçları kullanarak<br />

tespit etmektir.<br />

b) Performans değerlendirme: Ürün seçki dosyası (portfolyo), kavram haritaları, yapılandırılmış grid,<br />

tanılayıcı dallanmış ağaç, bulmaca, kelime ilişkilendirme, proje, drama, görüşme, rapor, gösteri, poster,<br />

matris bulmaca, grup ve / veya akran değerlendirmesi, kendi kendini değerlendirme gibi alternatif ölçmedeğerlendirme<br />

teknikleri olarak ifade edilebilir.<br />

Kitap hazırlanırken bilgiyi ölçmenin yanında beceriyi de ölçebilen alternatif ölçme - değerlendirme<br />

tekniklerinin kullanılması benimsenmiş ve içerikte, mümkün olduğunca bu tekniklerden faydalanılmıştır.<br />

Bununla birlikte açık uçlu soru, çoktan seçmeli test, boşluk doldurma, doğru-yanlış, eşleştirme gibi ölçmedeğerlendirme<br />

tekniklerinden de yararlanılmıştır.<br />

Bu yeni yaklaşımın başarılı olmasında; öğretmenlerin öğrencilerine etkili bir rehberlik yapmaları,<br />

zengin ve iş birlikçi öğrenme ortamları sunmaları, öğrencilerin deneyimlerini, becerilerini ve okul bilgilerini<br />

ilişkilendirebilecekleri sosyal, kültürel ve teknolojik çevre zenginliği kritik öneme sahiptir. Bağlama dayalı<br />

materyaller sayesinde fiziğin günlük yaşamdaki yeri, hayatla olan iç bağlantıları, nerede hangi sorunların<br />

10


çözümünde kullanıldığı, çeşitli bağlamlarla (günlük hayattan hikâyeler, gerçek yaşam olayları ve günlük<br />

hayatta kullanılan bir teknolojik araç vb.) ilişkilendirilerek her bir fizik bilgi veya kavramının derinliği<br />

öğrencilere mutlaka kavratılmalıdır.<br />

Bu kitap hazırlanırken, öğrencilerin öğrenirken zevk almaları, bazen sahip oldukları beceriler ile bilgilere<br />

erişebilirken bazen de sahip olduğu bilgiler ile becerilerini geliştirdikleri, yaratıcı ve kritik düşünebilmeleri<br />

ve öğrenimlerinden kendilerinin sorumlu olmaları gibi anlayışlar göz önünde tutulmuştur. Kitapta, üniteler<br />

fizik dersi öğretim programının kazanımları doğrultusunda bir veya birkaç bağlam dikkate alınarak ve<br />

öğrencilerin karşılaşabilecekleri olaylarla ilişkilendirilerek işlenilmiştir. Kitaptaki bilgiler ve etkinlikler yapısalcı<br />

öğrenme kuramına uygun, bağlamsal öğrenmede kullanılan stratejilerin doğasını yansıtabilecek bir yapıda<br />

hazırlanmaya çalışılmıştır.<br />

Öğrenciden beklenen çıktılar:<br />

-Öğrencilerin Dünya hakkında meraklı olmaları ve Dünya’yı anlamaya yönelik araştırmalar yapmaları,<br />

-Öğrencilerin bilimsel ve teknik konularla ilgilenmeleri; fiziğe karşı ilgi, hayranlık ve olumlu tutum<br />

geliştirmeleri,<br />

- Öğrencilerin bilimsel araştırmaların süreçlerini anlamaları, fiziğin açıklayıcı yapısı ve bilgileri hakkında<br />

genel bir fikir elde etmeleri,<br />

- Bu fikirlerin niçin önemli olduğunu fark etmeleri,<br />

- Şimdiki ve daha sonraki bağlamlarında günlük içerikte almak istedikleri kararların altında yatan<br />

mantığın farkına varmaları,<br />

- Bilimsel bir konuyla ilgili raporları eleştirel olarak inceleyebilmeleri ve anlayabilmeleri,<br />

- Fen konuları ile ilgili sürece aktif bir şekilde katılmaları ve sorunlar hakkında kişisel bakış açılarını<br />

ifade edebilmeleri,<br />

- Daha geniş öğrenci kitlesini teşvik etmek için fiziğin ayrıntılı bir uygulamasını sağlamak,<br />

- Hem ilgileri hem de mesleki amaçları için gerektiğinde başka bilgileri elde edebilmeleri, şeklinde<br />

sıralanabilir.<br />

Öğrenme Sürecinde Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar<br />

1. Bilgi vermen yerine bilgiye ulaşma yolları; etkinlikler, projeler, posterler ve performans ödevleri<br />

yardımıyla öğretilmeye çalışılmıştır.<br />

2. İnternet ve bilgisayardan faydalanmak, bu alandaki deneyimleri artırmak için öğrenci birçok durumda<br />

bilişim teknolojilerine yönlendirilmiştir. Bu yolla, öğrencilerin bilgiye en kısa zamanda ve etkili olarak<br />

ulaşmaları amaçlanmıştır.<br />

3. Kavram yanılgısını giderme ve kavramsal değişimi sağlamak için her bir ünitede olası kavram<br />

yanılgılarına özel vurgu yapılarak bunların etkinlikler yolu ile giderilmesi amaçlanmıştır.<br />

4. Ünitelerdeki kazanımlar, bağlam temelli olacak şekilde yapısalcı öğrenme kuramında yer alan 5E<br />

modeli ile iç içe işlenerek öğrencilerin becerileri ve tutumlarında arzu edilen değişimlerin ve gelişimlerin<br />

sağlanmasına çalışılmıştır. Bu yolla fizikte amaçlanan konu ve kavramlar hem bağlamla ilişkilendirilmiş<br />

hem de öğrenciyi merkeze alan çağdaş öğretim, yöntem ve teknikleriyle fiziğin öğretilmesi sağlanmıştır.<br />

5. İlköğretim fen ve teknoloji öğretim programlarında olduğu gibi 2007 <strong>Fizik</strong> Ders Programı’nda yer alan<br />

üniteler, disiplinler ve sınıflar arasında sarmal yapının doğasına uygun ilişkilendirmeler yapılmıştır.<br />

6. Klasik ölçme - değerlendirmeyi dışlamamakla birlikte asıl vurgu alternatif ölçme - değerlendirmeye<br />

yapılmış ve performans gelişimi odaklı ölçme ve değerlendirmeye yapılmıştır.<br />

Başarılar getirmesi dileğimle...<br />

Editör<br />

Prof. Dr. Salih ÇEPNİ<br />

11


Kazanımların<br />

Renklendirilmesi<br />

Kitabın tamamından fizik<br />

dersini üç saat seçen öğrenciler<br />

sorumludur.<br />

<strong>Fizik</strong> dersini iki saat seçen<br />

öğrenciler ise siyah renkle yazılan<br />

kazanımlardan sorumludur. Kazanımlar,<br />

müfredatın bu ayrımına<br />

göre renklendirilmiştir.<br />

Ünitenin Bağlamı<br />

KİTABIMIZI TANIYALIM<br />

Ünitede geçen kavramların günlük hayatta karşılaştığımız olay<br />

veya teknolojik araç-gereçlerle ilişkilendirilmesidir.<br />

Performans Görevi<br />

Belirlenen sorulara cevap<br />

bulabilmek için yönlendirmeler<br />

eşliğinde araştırma yapılır.<br />

12<br />

Cıva içerisine<br />

batırılmış kılcal borular<br />

Adezyon < Kohezyon<br />

Kılcal tüplerdeki iki farklı sıvının yükselme veya alçalma<br />

hareketleri sonucunda yüzeylerinde içbükey ya da dışbükey bir<br />

kavis oluşur.<br />

Adezyon ve kohezyona bağlı olan bu etkileşim, sıvı yüzeylerinde<br />

bir gerilime neden olur.<br />

Bu gerilimin varlığını bir etkinlikle irdeleyelim.<br />

Performans Görevi<br />

Gulliver (Güliver) Devler<br />

Ülkesinde<br />

Dünyamız ve Küresel Isınma<br />

Beklenen Performans Puanlama Yöntemi Görev Süresi<br />

- Problem Çözme Dereceli Puanlama 1 hafta<br />

Becerisi<br />

- Bilişim ve İletişim<br />

Becerisi<br />

Anahtarı<br />

Görev İçeriği: Dünyamızda küresel ısınma gün geçtikçe ciddi<br />

boyutlara ulaşmaktadır. Bu konuda pek çok sivil toplum örgütü,<br />

çeşitli sanayi kuruluşları ve üreticileri araştırmalar yapmaktadır.


Etkinlik<br />

Öğrencilerin, verilen araç ve<br />

gereçleri kullanarak istenilen bilgiyi<br />

kendi gayretleriyle keşfetmeleri için<br />

yapmış oldukları faaliyetlerdir.<br />

Araç ve Gereçler<br />

Etkinliklerin gerçekleştirilmesinde<br />

kullanılacak araçlar sıralanır.<br />

Örnek<br />

Öğrencilere keşfettikleri bilgileri<br />

kullanma yeteneği kazandırılır.<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Misket<br />

10. Etkinlik Yukarıya Atılan Misket<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Misketi sınıf zemininden belli bir<br />

yükseklikten düşey doğrultuda yukarıya<br />

doğru fırlatınız.<br />

2. Misketin yörüngesini ve hızlanıp<br />

hızlanmadığını gözlemleyiniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Fırlatılan misket, sabit hızla mı<br />

yükselmiştir?<br />

2. Miskete hareket süresince kuvvet<br />

etkimiş midir? Şayet etkimişse bu kuvvet<br />

nasıl bir kuvvettir?<br />

Etkinlik sırasında mumlar, öğretmen gözetiminde<br />

yakılmalıdır.<br />

F=20 N<br />

→ FS<br />

Örnek<br />

F=20 N<br />

→ F21<br />

m 1 =3 kg<br />

k 2 =0,5<br />

→ N2<br />

k 1 =0,2<br />

→ N1<br />

G 1 =30 N<br />

G 2 =20 N<br />

Dikkat<br />

Bazı etkinliklerin ve araştırmaların<br />

gerçekleştirilmesi esnasında doğa bi lecek<br />

tehlikelere karşı alınması gereken<br />

tedbirleri içerir.<br />

m 2 =2 kg<br />

→ F12<br />

→ v0<br />

Başlangıçta hareketsiz<br />

olan kütlelerden birincisi ne<br />

20 N’luk kuvvet etkimek tedir.<br />

Bu kuvvetlerin etki sinde<br />

cisimlerin ka zanaca ğı ivmeleri<br />

bulunuz (g = 10 m/s 2 ).<br />

Çözüm<br />

Önce cisimlere etkiyen<br />

kuvvetleri çize lim ve bu kuvvetlerin<br />

şid det lerini hesap -<br />

layalım.<br />

N 1 = G 1<br />

N 1 = 30 N<br />

N 2 = G 1 + G 2<br />

N 2 = 50 N<br />

13


Proje Görevi<br />

İnsan Modeli Oluşturalım<br />

Beklenen<br />

Performans<br />

Puanlama Yöntemi Görev Süresi<br />

- Problem Çözme Dereceli Puanlama 3 hafta<br />

Becerisi<br />

- Yaratıcılık<br />

Görev İçeriği:<br />

Anahtarı<br />

Varlıkların en ve boylarındaki değişimin yüzey alanı, kesit<br />

alanı ve hacimlerinde de değişime neden olduğunu öğrendiniz.<br />

Proje Görevi<br />

Keşfedilen bilgiler öğrenciler<br />

tarafından bir sistem içinde uygulamaya<br />

dönüştürülür.<br />

Bu Üniteden Neler Öğreneceğiz?<br />

Ünitenin ana konularını ve elde edilecek<br />

kazanımları içerir. KONULAR<br />

GULLIVER DEVLER ÜLKESİNDE<br />

YAĞMUR NE GÜZEL YAĞIYOR<br />

AURORA NEDİR?<br />

PROBLEM ÇÖZELİM<br />

Problem Durumu<br />

Karya, okula tramvayla gidip gelmektedir. Öğretmeni<br />

Karya’dan tramvayın maksimum hıza ulaşıncaya kadar geçen<br />

zaman aralığındaki ortalama hızını belirlemesini ister. Ona<br />

yardımcı olmak için de yol kenarındaki elektrik direklerinin<br />

aralığının 75 m olduğunu söyler.<br />

TARTIŞALIM<br />

Buzlu bir yolda duran otomobillerin harekete geçmekte<br />

zorlandığını gözlemişsinizdir. Aynı şekilde hareket hâlindeki<br />

otomobiller de buzlu yolda durmakta zorlanır ve çoğu kez kazalara<br />

neden olur. Bu olayların nedenlerini, buzlu havalarda normalden<br />

farklı olarak ne gibi değişiklik olduğunu ve bu durumun hangi<br />

büyüklüğü değiştirdiğini tartışınız.<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Buluttan ayrılan yağmur damlasının yeryüzüne ulaşıncaya<br />

kadar yaptığı hareketi çeşitli kaynaklardan araştırınız. Elde<br />

ettiğiniz sonuçları arkadaşlarınızla paylaşınız.<br />

14<br />

Bu ünitede,<br />

Katıların uzunlukça belli bir oranda büyütüldüğünde kesit alanları, yüzey alanları<br />

ve hacimlerinin kaç kat büyüdüğünü hesaplayıp, canlıların çeşitli özellik ve ihtiyaçları<br />

ile bu değerler arasında ilişkilendirmeler yapacağız. Sıvılarda adezyon, kohezyon, yüzey<br />

gerilimi ve kılcallık olaylarını tanımlayıp güncel olaylarla ilişkilendireceğiz. Ayrıca bir<br />

gaz olarak atmosferin nasıl oluştuğunu açıklayıp, soğuk ve sıcak plazmayı örneklerden<br />

yola çıkarak tanımlayacağız.<br />

Problem Çözelim<br />

Günlük hayatta karşılaşılabilecek<br />

sorunlara çözüm aranır.<br />

Tartışalım<br />

Bazı kavramların araştırılıp<br />

sonuca ulaşmak için tartışıldığı<br />

bölüm.<br />

Araştıralım<br />

Öğrenilen kavramlar derinlemesine<br />

irdelenerek günlük hayatla bağlantıları<br />

için farklı kaynaklardan da araştırılır ve<br />

elde edilen sonuçlar sınıfla paylaşılır.


Pano Hazırlıyoruz<br />

Sevgili öğrenciler; sizden, yaşamakta olduğunuz bölgedeki<br />

canlıların yüzey alanlarının hacimlerine oranını dikkate alarak<br />

fiziksel özelliklerini değerlendirmenizi istiyoruz. Bunun için;<br />

- Sınıfınızda iki grup oluşturunuz.<br />

- Çevrenizde yaşayan üç canlı türü belirleyiniz.<br />

- Belirlediğiniz bu canlıların fotoğraflarını çekiniz.<br />

Pekiştirelim<br />

Öğrenilen kavramların kalıcı hâle<br />

getirilebilmesi için örnek çalışmaların<br />

zenginleştirilerek yorum yapıldığı<br />

bölüm.<br />

Ek Bilgi<br />

Ünite ile ilgili faydalanılabilecek<br />

ek bilgiler bulunur.<br />

Pekiştirelim<br />

A. Aşağıdaki ifadelerde boş bırakılan yerleri<br />

tabloda verilen kelimelerle uygun düşecek şekilde<br />

tamamlayınız.<br />

hacim kesit alanı<br />

yer çekimi küçük<br />

1. Maddelerin uzunluk, genişlik ve derinlik<br />

ölçüleri eşit oranlarda artırıldığında en büyük artış<br />

.................. olacaktır.<br />

Pano Hazırlıyoruz<br />

Öğrenilen kavramlar derinlemesine<br />

irdelenerek günlük hayatla bağlan tıları<br />

için farklı kaynaklardan da araştırılır<br />

ve elde edilen sonuçlar okul veya sınıf<br />

panosunda sergilenir.<br />

EK BİLGİ<br />

Elektriksel kuvvetin<br />

büyüklüğü hesaplanırken<br />

yüklerin işareti dikkate<br />

alınmaz.<br />

Aşağıdaki çizelgeye iki büyüklük adı yazılmış ve bu<br />

büyüklüğün cinsi işaretlenmiştir. Siz de örnekleri çoğaltarak ve<br />

çizelgeye yazarak büyüklüklerin cinsini belirleyiniz.<br />

Büyüklük adı Skaler Büyüklük Vektörel Büyüklük<br />

Ağırlık +<br />

Sıcaklık +<br />

Değerlendirme Soruları<br />

Klasik ve yeni yaklaşımlarla oluşturulmuş<br />

ölçme ve değerlendirmelerdir. Öğrencilerin<br />

üniteyle ilgili öğrendikleri bilgiler; anlam<br />

çözümleme tabloları, dallanmış ağaçlar,<br />

doğru-yanlış soruları, açık uçlu sorular<br />

ve boşluk doldurma soruları yoluyla<br />

değerlendirilir.<br />

15


16<br />

GÜVENLİK SEMBOLLERİ<br />

ELBİSE GÜVENLİĞİ<br />

Bu sembol,elbiseyi lekeleyecek veya yakacak maddeler kullanırken<br />

görülür.<br />

AÇIK ALEV UYARISI<br />

Bu sembol, yangına veya patlamaya sebep olabilecek alev kullanıldığında<br />

görülür.<br />

KIRILABİLİR CAM UYARISI<br />

Bu sembol yapılacak deneylerde kullanılacak cam malzemelerin<br />

kırılabilecek türden olduğunu gösterir.<br />

ELDİVEN<br />

Cilde zararlı bazı kimyasal maddelerle çalışırken eldiven kullanılması<br />

gerektiğini hatırlatan uyarı işareti.<br />

ELEKTRİK GÜVENLİĞİ<br />

Bu sembol, elektrikli aletler kullanılırken dikkat edilmesi gerektiğinde<br />

görülür.<br />

YANGIN GÜVENLİĞİ<br />

Bu sembol, açık alev etrafında tedbir alınması gerektiğinde görülür.<br />

PATLAMA (İNFİLAK) GÜVENLİĞİ<br />

Bu sembol, yanlış kullanımdan dolayı patlamaya sebep olacak<br />

kimyasal maddeleri gösterir.<br />

GÖZ GÜVENLİĞİ<br />

Bu sembol, gözler için tehlike olduğunu gösterir. Bu sembol<br />

görüldüğünde koruyucu gözlük takılmalıdır.<br />

KESİCİ CİSİMLER GÜVENLİĞİ<br />

Bu sembol, kesme ve delme tehlikesi olan keskin cisimler olduğu<br />

zaman görülür.<br />

ISI GÜVENLİĞİ<br />

Bu işaret sıcak cisimlerin tutulması esnasında önlem alınmasını<br />

hatırlatmak içindir.


İÇİNDEKİLER<br />

1. ÜNİTE: MADDE VE ÖZELİKLERİ<br />

Gulliver (Güliver) Devler Ülkesinde....................................................................................................21<br />

Yağmur Ne Güzel Yağıyor...............................................................................................................32<br />

Aurora Nedir?..................................................................................................................................42<br />

1. Ünite Soruları..............................................................................................................................48<br />

2. ÜNİTE: KUVVET VE HAREKET<br />

Naz Tenis Kortunda.........................................................................................................................53<br />

Hüzünlü Ayrılık................................................................................................................................66<br />

İlayda Yarıyıl Tatilinde.....................................................................................................................76<br />

Beyzbol................................................................................................................................105<br />

Kamyonun Hızlanması..................................................................................................................113<br />

2. Ünite Soruları.............................................................................................................................115<br />

3. ÜNİTE: ELEKTRİK<br />

Fotokopi Makinesi.........................................................................................................................121<br />

Potansiyel Enerji...........................................................................................................................137<br />

Fareye de Pil Taktılar!....................................................................................................................142<br />

3. Ünite Soruları............................................................................................................................152<br />

4. ÜNİTE: MODERN FİZİK<br />

Şeyma’nın Rüyası.........................................................................................................................159<br />

İlayda’nın Başarısı.........................................................................................................................167<br />

4. Ünite Soruları.............................................................................................................................183<br />

5. ÜNİTE: DALGALAR<br />

Fuar............................................................................................................................189<br />

Parazit.....................................................................................................................................198<br />

Tsunami........................................................................................................................204<br />

Fırtınadan Sonra...........................................................................................................................209<br />

Dalgalar Hep Aynı Doğrultuda mı Yayılır?...................................................................................218<br />

Su Dalgaları Karşılaşınca Görünümleri Değişir mi?.....................................................................224<br />

5. Ünite Soruları.............................................................................................................................227<br />

Cevap Anahtarları................................................................................................................................233<br />

<strong>Fizik</strong> Bilimine Katkı Sağlayan Bilim İnsanları<br />

Albert Abraham MICHELSON.............................................................................................................240<br />

Isaac NEWTON....................................................................................................................................241<br />

Albert EINSTEIN...................................................................................................................................242<br />

Galileo GALILEI....................................................................................................................................243<br />

Edward Williams MORLEY...................................................................................................................244<br />

Aristoteles...........................................................................................................................................245<br />

Benjamin FRANKLIN...........................................................................................................................247<br />

Michael FARADAY................................................................................................................................248<br />

Tsunami Nedir? ..................................................................................................................................249<br />

17


Sözlük......................................................................................................................................253<br />

Ekler.....................................................................................................................................257<br />

Kitapta Kullanılan Semboller.................................................................................................................276<br />

Kitapta Kullanılan Sabitler.....................................................................................................................277<br />

Birimlerin Standart Kısaltmaları ve Sembolleri....................................................................................278<br />

Uzunluk Birimleri..................................................................................................................................279<br />

Katlar ve Askatlar ...............................................................................................................................280<br />

Trigonometrik Cetvel............................................................................................................................281<br />

Etkinlik Listesi......................................................................................................................................282<br />

Kaynakça........................................................................................................................................284<br />

18


MADDE VE<br />

1. ÜNİTE<br />

ÖZELİKLERİ


Bu ünitede;<br />

KONULAR<br />

GULLIVER DEVLER ÜLKESİNDE<br />

YAĞMUR NE GÜZEL YAĞIYOR<br />

AURORA NEDİR?<br />

Katıların uzunlukça belli bir oranda büyütüldüğünde kesit alanları, yüzey<br />

alanları ve hacimlerinin kaç kat büyüdüğünü hesaplayıp canlıların çeşitli özellik<br />

ve ihtiyaçları ile bu değerler arasında ilişkilendirmeler yapacağız. Sıvılarda<br />

adezyon, kohezyon, yüzey gerilimi ve kılcallık olaylarını tanımlayıp güncel<br />

olaylarla ilişkilendireceğiz. Ayrıca bir gaz olarak atmosferin nasıl oluştuğunu<br />

açıklayıp soğuk ve sıcak plazmayı örneklerden yola çıkarak tanımlayacağız.


GULLIVER (GÜLİVER) DEVLER<br />

ÜLKESİNDE<br />

Tek amacı dünyayı gezmek olan Gulliver, doktor olarak atandığı<br />

gemilerle birçok seyahate çıkar. Bu seyahatler çeşitli maceralara<br />

dönüşür. Brobdingnag (Brobdignag) adı verilen devler ülkesinde<br />

yaşadığı maceralar da bunlardan biridir. Bu ülkede cüsseleri hariç<br />

normal bir insan görünümüne sahip devler yaşamaktadır.<br />

Devlerden kaçmak isteyen Gulliver’in yolu bir çiftliğe düşer. Bu<br />

çiftlikteki otlar iki adam boyundadır. Ağaçlar ise o kadar yüksektir<br />

ki Gulliver onların tepelerini bile göremez. Korunmak için girdiği<br />

devasa boydaki mısırların arasında işçilere yakalanır. Devlerden<br />

biri, iki parmağıyla Gulliver’i belinden tutarak kaldırır ve çiftlik<br />

sahibine verir. Her adım atışında birkaç metre ilerleyebilen ve sesi<br />

gök gürültüsünü andıran çiftlik sahibi, onu mendiline sarar, eve<br />

götürür. Evdekiler, Gulliver’i görünce korkar ama zamanla ona<br />

alışırlar.<br />

Gulliver’in varlığından haberdar olan kral, bir gün onu huzuruna<br />

çağırır ve sarayın bilginlerine inceletir. Sonra kraliçenin emriyle<br />

Madde ve Özelikleri<br />

21


1. ÜNİTE<br />

1. ÜNİTE<br />

1. ÜNİTE Gulliver’e bir oda yaptırılır. Bu oda, fareler ulaşmasın diye rafa<br />

konulan, tavanı istendiği zaman açılabilen ve Gulliver’i farelerden<br />

koruyabilmek için kapısına kilit takılan bir kutudur.<br />

Zamanla Gulliver’in sohbetinden hoşlanan kral, onu her<br />

yemekte yanına alır. İştahsız olduğu bilinen kraliçenin yedikleri<br />

Gulliver’in dikkatini çeker. Kraliçenin yediği küçük kuş kanadı, bir<br />

hindi büyüklüğündedir; su içtiği bardak ise bir fıçı kadardır.<br />

Gulliver için kralın sarayındaki en büyük tehlike Gulliver’in<br />

kendinden daha küçük olduğunu gören cücedir. Cüce, Gulliver’e<br />

yüksekten bakar ve kaba şakalar yapar. Bir gün Gulliver, bu<br />

cüceyi yemekte kızdırır. Cüce de onu krema dolu bir kasenin içine<br />

atar. Gulliver yüzme bildiği için boğulmaktan son anda kurtulur.<br />

Fakat çok krema yuttuğu için iki gün yataktan çıkamaz.<br />

Gulliver kral ve kraliçeyi eğlendirmeye çalışır. Kral müzikten<br />

çok hoşlandığı için ona piyano çalmak ister. Gulliver, piyano<br />

büyüklüğünde bir masanın üstüne çıkar. İki uzun sopayla bir<br />

baştan bir başa koşup tuşlara ancak vurur.<br />

Kral gittikçe Gulliver’le daha çok ilgilenmeye başlar. Gulliver’in<br />

kütüphaneden de yararlanmasını ister. Bunun için yirmi beş ayak<br />

uzunluğunda bir merdiven yapılır. Merdivenin en üst basamağına<br />

çıkan Gulliver kitaptan bir satır okuyabilmek için basamağın bir<br />

ucundan öbür ucuna kadar gider, ikinci satır için alt basamağa<br />

iner. Kitapları ancak bu şekilde okuyabilen Gulliver, böylece<br />

kilometrelerce yol yürümüş olur.<br />

Bir zaman sonra Gulliver, sarayda yorulduğunu ve zavallı<br />

durumuna düştüğünü hissetmeye başlar. Ailesini özler. Kendine<br />

benzeyen insanlarla beraber olmak ister. Her an bir kurbağanın<br />

veya köpek yavrusunun kendisini ezmesinden çekinmeyeceği<br />

yerlerde olmayı ve sokaklarda korkmadan yürüyebilmeyi arzular.<br />

Bir gün deniz kenarında kendi ülkesine dönmeyi hayal ettiği<br />

sırada bir kartal Gulliver’in içinde bulunduğu kutuyu alır ve oradan<br />

uzaklaşır. Kutuyu kaptırmak istemeyen kartal, diğer kartallarla<br />

savaşırken kutu birden metrelerce yükseklikten denize düşer.<br />

Gulliver kendine geldiğinde etrafında onunla aynı boydaki insanları<br />

görür. Bunlar onu kurtarmaya çalışan tayfalardır. Tayfalar ev<br />

büyüklüğündeki kutudan Gulliver’i çıkarmak için merdiven kullanır.<br />

Gulliver devler ülkesinde yaşadıklarını kaptan ve tayfalara anlatır.<br />

Ona inanmaları için de kendisine verilen hediyeleri onlara gösterir.<br />

Bunlardan en ilginci devler ülkesindeki saray hizmetkârının dişidir.<br />

Bu diş, bir filin dişi kadar büyüktür. Bunu görünce Gulliver’e<br />

inanırlar. Eve gitmek üzere yola çıkan Gulliver etrafındaki dağlara,<br />

evlere, insanlara bakar ve kendini cüceler ülkesinde zanneder.<br />

Hatta evine ulaştığında onu karşılayan ailesi gözüne o kadar<br />

küçük görünür ki onların kendi yokluğunda açlıktan bu hâle<br />

geldiklerini sanır ve bu duruma uzun bir süre alışamaz.<br />

Bu kitap için düzenlenmiştir.<br />

22


1. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● l uzunlukta r<br />

yarıçaplı plastik<br />

boru<br />

● Hesap makinesi<br />

● Milimetrik kâğıt<br />

● Cetvel<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. 50 cm uzunluğundaki plastik borunun kesit alanını, yüzey<br />

alanını ve hacmini hesaplayınız.<br />

3. Şimdi, uzunluğunu ve yarıçapını 2 kat artıracağınız 50<br />

cm uzunluktaki plastik borunun kesit alanını, yüzey alanını ve<br />

hacmini hesaplayınız.<br />

4. Borunun yarıçapını ve uzunluğunu 3 kat artırarak ikinci<br />

adımdaki işlemleri yapınız.<br />

5. Defterinize 24.sayfadakine benzer bir çizelge oluşturarak<br />

elde ettiğiniz sonuçları yazınız.<br />

6. Yüzey Alanı - Yarıçap ve Hacim - Yarıçap grafiklerini<br />

milimetrik kâğıda çiziniz.<br />

Devler Ülkesi Brobdingnag<br />

Gerçek Olabilir mi?<br />

Gulliver, devler ülkesi Brobdingnag’da gezintiye çıktığında<br />

her şeyiyle dünyamıza benzeyen yeni bir dünya ile karşılaştı.<br />

Tek fark, oradaki canlıların (böcek, insan, ağaç, çiçek vb.) kendi<br />

ülkesindekilerden yaklaşık 10 kat daha büyük olmasıydı. Sizce<br />

böyle bir dünya gerçekte var olabilir mi?<br />

Bu soruya cevap aramadan varlıkların en ve boylarındaki<br />

değişimlerin; onların kesit alanı, yüzey alanı ve hacimlerinde ne<br />

kadar değişiklik meydana getireceğini inceleyelim.<br />

Düzgün geometrik şekilli cisimlerin alan ve hacim hesaplarının<br />

nasıl formüle edildiğini dokuzuncu sınıfta öğrenmiştiniz. Bu<br />

bilgilerinizden de yararlanarak ‟Hacmin Büyük, Yüzey Alanın<br />

Nasıl ?” etkinliğini yapınız. Etkinliğe başlamadan önce düzgün<br />

geometrik şekilli cisimlerin yüzey alanı ve kesit alanlarının nasıl<br />

hesaplandığını araştırınız.<br />

Madde ve Özelikleri<br />

Hacmin Büyük,<br />

Yüzey Alanın Nasıl?<br />

23


1. ÜNİTE<br />

24<br />

l uzunlukta<br />

r yarıçaplı<br />

boru<br />

2l<br />

uzunlukta<br />

2r yarıçaplı<br />

boru<br />

3l<br />

uzunlukta<br />

3r yarıçaplı<br />

boru<br />

Kesit<br />

Alanı<br />

Yüzey<br />

Alanı<br />

Yarıçap<br />

Hacim Kesit Alanı<br />

Hacim<br />

Yüzey Alanı Hacim<br />

Yüzey Alanı<br />

Hacim<br />

Yarıçap<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Yüzey ve kesit alanları ile hacim arasında nasıl bir ilişki<br />

vardır?<br />

2. Yüzey Alanı - Yarıçap ve Hacim - Yarıçap grafiği hangi<br />

karak teristiktedir?<br />

3. Çizmiş olduğunuz grafikler sizce ne anlama geliyor?<br />

Maddelerin uzunluk, genişlik ve derinlik ölçülerinde eşit<br />

oranlarda değişiklik yapıldığında en büyük artış maddelerin<br />

hacimlerinde olacaktır. Maddelerin hacimlerindeki bu artış, kütle<br />

artışı anlamına da gelir. Bu durumu bir örnekle açıklayalım.<br />

Kenar uzunluğunu a, kesit alanını A , yüzey alanını Y A , hacmi<br />

V ve kütleyi m olarak gösterirsek;


a = 1 cm<br />

A = 1 cm 2<br />

Y A = 6 cm 2<br />

V = 1 cm 3<br />

m = 1 g<br />

a = 2 cm<br />

A = 4 cm 2<br />

Y A = 24 cm 2<br />

V = 8 cm 3<br />

m = 8 g<br />

2. Etkinlik<br />

Süngerin kesme işlemi öğretmenin gözetiminde<br />

ve öğretmenin uyarıları doğrultusunda yapılacaktır.<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Sıva süngeri<br />

● Makas<br />

● Maket bıçağı<br />

● 250 g’lık tahta<br />

blok<br />

● Cetvel<br />

Hangisi Daha Fazla<br />

Sıkışır?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Sıvacı süngerinden;<br />

(2 cm x 3 cm x 5 cm)<br />

(2 cm x 3 cm x 10 cm)<br />

(3 cm x 3 cm x 5 cm)<br />

(3cm x 3 cm x 10 cm) ebatlarında parçalar kesiniz.<br />

Madde ve Özelikleri<br />

a = 3 cm<br />

A = 9 cm 2<br />

Y A = 54 cm 2<br />

V = 27 cm 3<br />

m = 27 g olur.<br />

Örneği dikkatlice incelersek küpün 1 cm olan kenar uzunluğunu<br />

2 ve 3 katına çıkardığımızda küpün hacminin dolayısı ile kütlenin<br />

kesit alanına oranla daha çok arttığını görürüz. Varlıkların<br />

ebatlarındaki bu değişimlerin, dayanıklılıkları üzerindeki etkisi<br />

bize devler ülkesinin gerçek olup olamayacağı hakkında bir ipucu<br />

verecektir.<br />

Şimdi yapacağımız etkinliklerle varlıkların ebatlarındaki değişim<br />

lerin dayanıklılıkları üzerindeki etkisini araştıralım.<br />

25


1. ÜNİTE<br />

26<br />

3. (2 cm x 3 cm x 5 cm) ebatlarındaki parçayı küçük yüzeyi<br />

üzerine oturtup üzerine tahta bloğu koyunuz ve sünger parçasında<br />

oluşan sıkışma miktarını ölçünüz.<br />

Defterinize aşağıdakine benzer bir çizelge oluşturarak elde<br />

ettiğiniz sonuçları yazınız.<br />

4. Üçüncü adımdaki işlemleri tüm parçalar için tekrarlayınız.<br />

2cm x 3cm x 5cm<br />

2 cm x 3 cm x 10 cm<br />

3 cm x 3 cm x 5 cm<br />

3 cm x 3 cm x 10 cm<br />

Kesit<br />

Alanı<br />

Hacim Kesit Alanı<br />

Hacim<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Elde ettiğiniz veriler sizce nasıl yorumlanabilir?<br />

Sıkışma<br />

Miktarı<br />

Varlıkların en ve boylarındaki değişim yüzey alanı, kesit alanı<br />

ve hacimlerinde de değişime neden olmaktadır. Kesit alanı / hacim<br />

oranı varlıkların dayanıklılığını belirler. Oranın büyük olması<br />

dayanıklılığın fazla olduğu anlamına gelir. Varlıkları orantılı bir<br />

şekilde büyüttüğümüzde dayanıklılıkları ağırlıklarına oranla daha<br />

az artacaktır. Bu durumu, devler ülkesindeki herhangi bir devi<br />

Gulliver’le karşılaştırarak inceleyelim.<br />

Gulliver’i şekildeki gibi modelleyelim.


Gulliver’in toplam hacmi hesaplanacak olursa;<br />

(π ≅ 3 alınacak)<br />

Başın hacmi, Kolların hacmi,<br />

V B = πr 2 h = 3 . 8 2. 25 2V K = 2 . 3 . 5 2. 80<br />

V B = 4800 cm 3 2V K = 12000 cm 3<br />

Gövdenin hacmi, Bacakların hacmi,<br />

V G = 3 . (15) 2. 50 2V BA = 2 . 3 . 10 2. 100<br />

V G = 33750 cm 3 V BA = 60000 cm 3 olur.<br />

Gulliver’in yaklaşık toplam hacmi;<br />

V T = V B + 2V K + V G + 2V BA<br />

V T = 4800 + 12000 + 33750 + 60000<br />

V T = 110550 cm 3 olur.<br />

Gulliver’in kesit alanı hesaplanacak olursa;<br />

A Kesit = 2πr 2<br />

A Kesit = 2 . 3 . 10 2<br />

A Kesit = 600 cm 2 olur.<br />

Şimdi Gulliver için kesit alanı / hacim oranı hesaplanacak<br />

olursa;<br />

KesitAlanI<br />

600<br />

=<br />

Hacim 110550<br />

≅ 5 . 10 -3 cm -1<br />

Aynı işlemleri Gulliver’den 10 kat büyük bir dev için yapalım.<br />

Madde ve Özelikleri<br />

27


1. ÜNİTE<br />

Devin toplam hacmi hesaplanacak olursa;<br />

<strong>Eba</strong>t<br />

Dayanıklılık<br />

<strong>Eba</strong>t<br />

Dayanıklılık<br />

28<br />

Başın hacmi, Kolların hacmi,<br />

V B = πr 2 h V K = 2πr 2 h<br />

V B = 3 . 80 2. 250 V K = 2 . 3 . 50 2. 800<br />

V B = 480 . 10 4 cm 3 V K = 1200 . 10 4 cm 3<br />

Gövdenin hacmi, Bacakların hacmi,<br />

V G = πr2h V BA = 2πr 2 h<br />

V G = 3 . 150 2. 500 V BA = 2 . 3 . 100 2. 1000<br />

V G = 4500 + 675 V BA = 6000 . 10 4 cm 3 olur.<br />

V G = 3375 . 10 4 cm 3<br />

Devin yaklaşık toplam hacmi;<br />

V T = V B + V K + V G + V BA<br />

V T = 480 . 10 4 + 1200 . 10 4 + 3375 . 10 4 + 6000 . 10 4<br />

V T = 11055 . 10 4 cm 3 olur.<br />

Devin kesit alanı hesaplanacak olursa;<br />

A Kesit = 2πr 2<br />

A Kesit = 2 . 3 . 100 2<br />

A Kesit = 6 . 10 4 cm 2 olur.<br />

Şimdi dev için kesit alanı / hacim oranı hesaplanacak olursa;<br />

KesitAlan<br />

Hacim<br />

I =<br />

2<br />

600 ⋅10<br />

4<br />

11055 ⋅10<br />

≅ 5. 10-4cm-1 olur.<br />

Yapmış olduğumuz hesaplamalardan elde ettiğimiz veriler<br />

yorumlanırsa, Gulliver’in ebatları orantılı bir şekilde 10 kat<br />

artırıldığında dayanıklılığının 10 kat azaldığı görülür. Varlıkların<br />

ebatlarının orantılı bir şekilde artırılması dayanıklılıkları üzerinde<br />

olumsuz etkilere neden olmaktadır.<br />

Varlıkların ebatlarıyla dayanıklılıkları arasındaki ilişkiyi<br />

irdelemek amacıyla 29. sayfadaki tabloda bazı geometrik şekil lerin<br />

yüzey alanı, kesit alanı ve hacimleriyle ilgili değerler verilmiştir.


Şekil<br />

Uzunluk<br />

Genişlik<br />

Yükseklik<br />

Proje Görevi<br />

İnsan Modeli Oluşturalım<br />

Beklenen<br />

Performans<br />

Puanlama Yöntemi Görev Süresi<br />

- Problem Çözme Dereceli Puanlama 3 hafta<br />

Becerisi<br />

- Yaratıcılık<br />

Görev İçeriği:<br />

Anahtarı<br />

Varlıkların en ve boylarındaki değişimin yüzey alanı, kesit<br />

alanı ve hacimlerinde de değişime neden olduğunu öğrendiniz.<br />

Bu çerçevede sizden bir proje ödevi hazırlamanız istenmektedir.<br />

Bu görevi hazırlarken aşağıdaki yönerge doğrultusunda hareket<br />

ediniz.<br />

- Dört veya beş kişilik gruplar oluşturunuz.<br />

Madde ve Özelikleri<br />

Yarıçap<br />

Kesit Alan<br />

Silindir - - h r πr 2<br />

Küre - - - r πr 2<br />

Yüzey Alanı<br />

2πrh+2πr 2<br />

4πr 2<br />

Hacim<br />

πr 2 h<br />

4 / 3(πr 3 )<br />

Kesit Alanı / Hacim<br />

1/h<br />

3/(4r)<br />

Yüzey Alanı / Hacim<br />

2(h+r)/r.h<br />

Küp a a a - a 2 6a 2 a 3 1/a 6/a<br />

Dikdört -<br />

gen ler<br />

prizma sı<br />

l b h - l.b<br />

2(l . b+h . b+l . h)<br />

l . b . h<br />

l/h<br />

3/r<br />

2(l . b+h . b+l . h)/(l . b . h)<br />

Yukarıdaki tabloda cisimlerin hacimleri eşit kabul edildiğinde<br />

ke sit alanı / hacim oranının en düşük değeri kürede aldığını<br />

görmekteyiz. Çevremizde bulunan binalar, köprüler, taş yapıtlar<br />

yapılırken dayanıklılıkları en büyük değerde olacak şekilde<br />

projelendirilirler.<br />

29


1. ÜNİTE<br />

30<br />

- Her bir grup kendi arasından grup sözcüsü seçsin.<br />

- Kendi vücudunuzdan yola çıkarak dayanıklılığınızı<br />

hesaplayınız.<br />

- Tüm vücut ölçülerinizi 5 katına çıkararak yeni durum için<br />

dayanıklılığı hesaplayınız.<br />

- İlk durumdaki dayanıklılığın elde edilebilmesi için yeni<br />

durumdaki bacak kalınlığının nasıl değiştirilmesi gerekir?<br />

Hesaplayınız.<br />

- Bu iki durumun karşılaştırılabilmesi için kartonlardan<br />

oluşan modeller yapınız. Gerçek bir insanı bire bir ölçüde<br />

modellemek güç olacağı için yapacak olduğunuz modellerin<br />

bütün ebatlarını gerçek değerlerinin 1/5’i oranında küçülterek<br />

alabilirsiniz.<br />

- Yaptığınız modellerin karşılaştırılmasına yönelik görsel<br />

materyaller oluşturunuz.<br />

- Hazırladığınız görsel materyallere doğadaki en dayanıklı<br />

canlıların fotoğraflarını da ekleyiniz. Bu fotoğraflara İnternet<br />

üzerinden yapacağınız araştırmalar ile ulaşabilirsiniz.<br />

- Görevinizi yaptığınız karton modelleri sınıf ortamına<br />

getirerek, arkadaşlarınıza gösteriniz ve yaptığınız çalışmayı<br />

özetleyiniz.<br />

- Göreviniz sayfa 257’de EK - 1’de verilen dereceli puanlama<br />

anahtarı ile değerlendirilecektir.<br />

Günlük hayatta, varlıkların ebatlarının dayanıklılık ile ilişkisini<br />

gösteren birçok örneğe rastlayabiliriz. Bir karınca kendi ağırlığının<br />

birkaç katını rahatlıkla kaldırabilirken, karıncayı orantılı bir şekilde<br />

bir insan kadar büyütecek olursak bu büyüklükte kendi ağırlığını<br />

bile taşıyamayacak duruma gelir. Varlıkların hacimleriyle yüzey<br />

alanları arasındaki ilişkiyi ve bu ilişkinin canlıların çeşitli özellik ve<br />

ihtiyaçları üzerindeki etkilerini inceleyelim.<br />

3. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● 1kg büyük boy<br />

elma<br />

● 1kg küçük boy<br />

elma<br />

● Soyacak<br />

● Dinamometre<br />

● Plastik eldiven<br />

● İki adet poşet torba<br />

Yüzey Alanı ile<br />

Hacim İlişkisi<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.


2. Büyük ve küçük boy elmaları aynı kalınlıkta soyarak<br />

kabuklarını ayrı ayrı biriktiriniz.<br />

3. Biriktirdiğiniz kabukları ayrı ayrı tartınız ve sonuçları not<br />

ediniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Hangi ebattaki elmaların kabukları daha fazladır?<br />

2. Ölçme sonuçlarınız ne anlama gelmektedir? Açıklayınız.<br />

3. Elde ettiğiniz sonuçları matematiksel olarak nasıl ifade<br />

edersiniz?<br />

Doğadaki canlıları gözlemlediğimizde yaratılışları itibariyle<br />

birbirlerinden farklı yapı ve özeliklerde olduklarını görürüz.<br />

Örneğin, bir filin boyutları ile bir farenin boyutları birbirinden<br />

oldukça farklıdır. Fare gibi küçük canlıların yüzey alanlarının<br />

hacimlerine oranları fil gibi büyük canlılara kıyasla daha büyüktür.<br />

Bu farklılıkların canlıların yaşamlarını nasıl etkilediğini hiç<br />

düşündünüz mü?<br />

Bu soruya cevap verebilmek için büyük canlılar ile küçük<br />

canlıların belirli bir yükseklikten düşme durumlarını irdeleyelim.<br />

Büyük canlıları küçük canlılardan ayıran en belirgin özellik<br />

hacimlerinin dolayısıyla ağırlıklarının farklılığıdır. Bu farklılık,<br />

canlıların yüksek bir yerden düşerken görebilecekleri zararı da<br />

belirleyecektir. Örneğin; bir böceğin yüzey alanı ile hacim oranı<br />

onun ağaçtan güvenli bir şekilde düşmesine elverişliyken bir<br />

çocuğun yüzey alanı ile hacim oranı buna elverişli değildir.<br />

Şimdi, canlılar arasındaki farklı yapı ve özelliklerin onların<br />

yaşamları üzerindeki etkilerini farklı bir açıdan ele alalım.<br />

Canlıların vücut sıcaklıklarının dengede tutulmasının hayati<br />

önemi olduğunu fen ve teknoloji derslerinden biliyoruz. Canlılar,<br />

hacimleri oranında enerji üretirken yüzey alanları oranında enerji<br />

yayarlar. Bu nedenle canlıların vücutlarındaki fazla enerjiyi dışarıya<br />

aktarabilmeleri için yüzey alanlarının ve metabolizmalarının buna<br />

cevap verecek nitelikte olması gerekir. Örneğin, fare gibi yüzey<br />

alanının hacmine oranı büyük olan canlıların enerji kaybı fazla<br />

olacağından metabolizmalarının hızlı çalışması gerekir.<br />

Buna karşın fil gibi yüzey alanının hacmine oranı küçük olan<br />

canlılar, fazla enerjilerini dışarıya verebilmek için vücutlarında<br />

yüzey alanını artıracak fiziksel özeliklere ihtiyaç duyarlar. Fillerde<br />

bu ihtiyaç vücutlarına oranla büyük olan kulaklarıyla karşılanırken<br />

maymunlarda bu iş denge aracı olarak da kullandıkları<br />

kuyruklarıyla karşılanır.<br />

Madde ve Özelikleri<br />

31


1. ÜNİTE<br />

32<br />

Pano Hazırlıyoruz<br />

Sevgili öğrenciler; sizden, yaşamakta olduğunuz bölgedeki<br />

canlıların yüzey alanlarının hacimlerine oranını dikkate alarak<br />

fiziksel özelliklerini değerlendirmenizi istiyoruz. Bunun için;<br />

- Sınıfınızda iki grup oluşturunuz.<br />

- Çevrenizde yaşayan üç canlı türü belirleyiniz.<br />

- Belirlediğiniz bu canlıların fotoğraflarını çekiniz.<br />

- Belirlediğiniz bu canlıların İnternet’ten farklı resimlerini<br />

edininiz.<br />

- Seçtiğiniz üç canlı türünün yüzey alanlarının hacimlerine<br />

oranlarını da dikkate alarak, fiziksel özellikleri hakkında değişik<br />

kaynaklardan, İnternet, kütüphane, bilimsel makaleler vb. bir<br />

araştırma yapınız.<br />

- Elde ettiğiniz araştırma bulguları, çektiğiniz fotoğraflar<br />

ve değişik kaynaklardan bulduğunuz resimleri birbirleri ile<br />

ilişkilendirerek iki ayrı sınıf panosu hazırlayınız.<br />

- Hazırladığınız sınıf panoları hakkında, diğer grup üyeleri ile<br />

bir araya gelerek bir değerlendirmede bulununuz.<br />

Varlıkların yüzey alanı, kesit alanı ve hacimlerinin dayanıklılıklarını,<br />

fiziksel özelliklerini ve ihtiyaçlarını nasıl etkilediğini<br />

öğrendik. Tecrübelerimizden yola çıkarak Gulliver’in hikâyesindeki<br />

dev ler ülkesinin var olamayacağı sonucuna ulaşabiliriz. Çünkü<br />

normal bir insandan 10 kat büyük olan devlerin dayanıklılığının<br />

çok küçük olmasının canlının kendi ağırlığını taşıyamamaktan<br />

do l ayı hareket edememesine neden olacağı bilinmektedir.<br />

Ayrıca dünyadaki benzerlerine oranla 10 katı büyüklüğe sahip<br />

can lılar, vücut ısılarını dengeleyemez; dolayısıyla hayatlarını<br />

sürdüremezler.<br />

YAĞMUR NE GÜZEL YAĞIYOR<br />

Lise 2. sınıf öğrencisi Nida, odasında fizik sınavına hazırlanırken<br />

birden büyük bir gök gürültüsü duydu. Ardından şiddetle yağan<br />

yağmuru fark etti. Yağmur damlaları odanın camına vuruyor ve<br />

güzel bir görüntü oluşturuyordu. Nida, biraz dinlenebilmek için bu


güzelliği bir süre izlemeye karar verdi. Pencereye iyice yaklaştı. O<br />

sırada cama vuran damlaların bir kısmının sektiğini, bir kısmının<br />

da cama yapışarak aktığını fark etti.<br />

Yağmur damlalarının bu hareketinin nedenlerini düşünmeye<br />

başladı. Nida, bu durumu o ana kadar edindiği fizik bilgileriyle<br />

açıklamaya çalıştı fakat başarılı olamadı. Olaya yoğunlaşan Nida<br />

odaya sızan yağmur suyunun etrafı ıslattığını fark edemedi. Tam<br />

bu sırada annesi odaya girdi ve odanın ıslandığını gördü. Aceleyle<br />

kâğıt havluları bu suyun üzerine bırakıp odadan ayrıldı. Bir<br />

müddet sonra kâğıt havluları çöpe atmak isteyen Nida, havluların<br />

suyu yavaş yavaş çekerek tamamen ıslanmış olduğunu gördü. Bu<br />

durum da Nida için cevaplanması gereken sorulardan biri oldu.<br />

Zihnindeki problemlere cevap bulamayan Nida, fizik öğretmeninin<br />

yanına gitmeye karar verdi. Ancak, annesi ona bulaşıkları<br />

yıkaması gerektiğini söyleyince çaresiz hemen mutfağa gitti.<br />

Bulaşıkları sıcak su ve deterjan kullanmadan aceleyle yıkamaya<br />

başladı. Bunun üzerine annesi ona sıcak su ve deterjan kullanması<br />

gerektiğini hatırlattı. Bu durum Nida’nın aklında yeni bir soru daha<br />

oluşturdu. Sıcak su ve deterjan bulaşıkları nasıl daha temiz hâle<br />

getiriyordu?<br />

Artık, fizik öğretmeninin yanına gitme zamanı gelmişti.<br />

Nida öğretmeninin yanına varınca zihnindeki soruları teker<br />

teker ona sıralamaya başladı. Geçmiş yıllarda, sıvılarla ilgili olarak<br />

- Sıvı moleküllerinin birbiri üzerinden kaydığını,<br />

- Bulundukları kabın şeklini aldığını,<br />

- Üzerlerine uygulanan basıncı her yöne eşit oranda ilettiğini,<br />

- Gazlara göre sesi daha iyi ilettiğini,<br />

- Sabit sıcaklıkta öz kütlelerinin değişmediğini ve sıvıların<br />

üzerine etkiyen kuvvet ile neredeyse hiç sıkıştırılmadığı ifade<br />

edilmişti.<br />

Bu bilgiler bazı yağmur damlalarının neden cama yapışarak<br />

kaydığını, sıcak su ve deterjan kullanmanın bulaşıkları<br />

temizlemeye katkısının ne olduğunu ayrıca kâğıt havlunun su<br />

birikintilerini nasıl emdiğini açıklamada yeterli olmadı.<br />

Nida, sıvıların bu özel durumlarla ilgili başka özeliklerinin olup<br />

olmadığını sordu. Öğretmeni, Nida’nın bu sorusuna “Elbette,<br />

sıvıların bu güne kadar öğrendiklerimizin dışında farklı özelikleri<br />

de vardır.” cevabını verdi.<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Sıvılarla ilgili şimdiye kadar öğrendiğimiz bilgilerin günlük<br />

hayatta karşılaştığımız bazı olayları açıklamada yeterli olmadığını<br />

Nida’nın yaşadıklarından görmüş olmalısınız.<br />

Hem bu özellikleri öğrenmek hem de Nida’nın sorularına<br />

cevap bulmak için birkaç etkinlik yapalım. Etkinliklere başlamadan<br />

önce ön bilgilerimizi yeniden gözden geçirelim.<br />

Madde ve Özelikleri<br />

33


1. ÜNİTE<br />

34<br />

4. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● İki adet özdeş cam<br />

bardak<br />

● İki adet özdeş plastik<br />

bardak<br />

● İki adet plastik kap<br />

● İki adet cam kap<br />

● İki bardak sıvı yağ<br />

● İki bardak su<br />

● Sekiz bardak un<br />

Hangisine Daha<br />

Çok Yapışır?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. İçlerinde ikişer bardak un bulunan plastik kaplardan birine<br />

1 bardak su, diğerine 1 bardak sıvı yağ dökünüz. Sıvı akışlarına<br />

müdahale etmeden plastik bardaklarda kalan su ve sıvı yağ<br />

oranlarını gözlemleyiniz.<br />

3. Plastik kaplardaki karışımları hamur hâline getiriniz.<br />

4. Su ve zeytinyağı ile oluşturulan hamurların plastik kaplara<br />

yapışıp yapışmama durumlarını gözlemleyiniz.<br />

5. İki, üç ve dördüncü adımdaki işlemleri cam kaplar ve cam<br />

bardaklar için tekrarlayınız.<br />

6. Gözlem sonuçlarınızı kaydediniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Plastik bardaklardan hangisinde kalan madde miktarı daha<br />

fazladır?<br />

2. Cam bardaklardan hangisinde kalan madde miktarı daha<br />

fazladır?<br />

3. Bu durumlar su ve zeytinyağının farklı madde olmalarından<br />

kaynaklanıyor olabilir mi?<br />

4. Plastik ve cam kaplarda, su ve zeytinyağı ile yaptığınız<br />

hamurlardan hangisi kaplara daha fazla yapışmıştır?<br />

5. Hamurların yapışma oranlarındaki farklılık su ve zeytinyağının<br />

farklı madde olmalarından kaynaklanıyor olabilir mi?<br />

Farklı iki madde arasında var olan (örneğin su ve cam) ve<br />

bu iki maddenin birbirine yapışmasını sağlayan çekim kuvvetine<br />

adezyon (yapışma) denir. Günlük hayatta, adezyonun örneklerini<br />

sıkça görmekteyiz. Nida’nın ve birçoğumuzun gözlemlediği gibi<br />

yağmur damlacıklarının cama yapışması, denizden çıkan bir<br />

insanın vücudunun ıslak kalması, durgun bir su üzerinde hareket<br />

eden yaprağın suyu sürüklemesi vb. durumlar adezyona örnektir.<br />

Farklı iki madde arasında var olan adezyonun yanı sıra aynı<br />

madde molekülleri arasında da çekim kuvveti söz konusudur. Bu<br />

çekim kuvvetine kohezyon (birbirini tutma) denir.


Bu durumu durgun bir su birikintisi üzerinde ilerleyen yaprak<br />

örneğiyle inceleyelim.<br />

Fotoğrafta görüldüğü<br />

gibi v hızıyla ilerleyen yaprağın<br />

su ile temasından<br />

v<br />

dolayı aralarında adezyon<br />

kuvveti oluşacaktır. Bu yapışmanın<br />

etkisiyle yaprak,<br />

bir miktar suyu beraberinde<br />

sürükleyecektir. Ancak,<br />

yaprakla birlikte sürüklenen<br />

su molekülleri de alt<br />

katmanlardaki su moleküllerini<br />

aralarındaki kohezyon nedeniyle aynı yönde hareket ettirecektir.<br />

Su molekülleri arasındaki etkileşim alt tabakalara indikçe,<br />

fotoğrafta görüldüğü gibi, sürüklenme azalacak ve dip noktada<br />

molekül hareketi olmayacaktır. Dip noktadaki bu hareketsizliğin<br />

sebebi adezyonun kohezyondan daha etkili olmasıdır.<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Durgun su yüzeyine bırakılan küçük bir kâğıt parçasının<br />

kenarına yakın su yüzeyine sıvı deterjan döküldüğünde kâğıdın<br />

hareket ettiği görülmektedir. Sizce bunun sebepleri nelerdir?<br />

Araştırınız. Elde ettiğiniz sonuçları arkadaşlarınızla paylaşınız.<br />

Araştırma sürecinde İnternet, yazılı ve görsel medya gibi farklı<br />

ve güvenilir bilgi kaynaklarından yararlanmaya özen gösteriniz.<br />

Adezyon ile kohezyon arasındaki ilişkiyi aşağıdaki şekilde<br />

verilen örnekle inceleyelim.<br />

Su içerisine batırılmış<br />

kılcal borular<br />

Madde ve Özelikleri<br />

Adezyon > Kohezyon<br />

35


1. ÜNİTE<br />

36<br />

Cıva içerisine<br />

batırılmış kılcal borular<br />

5. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Cam su bardağı<br />

● Toplu iğne<br />

● İp<br />

● Su<br />

Toplu İğneyi<br />

Sudan Kurtaralım<br />

Adezyon < Kohezyon<br />

Kılcal tüplerdeki iki farklı sıvının yükselme veya alçalma<br />

hareketleri sonucunda yüzeylerinde içbükey ya da dışbükey bir<br />

kavis oluşur.<br />

Adezyon ve kohezyona bağlı olan bu etkileşim, sıvı yüzeylerinde<br />

bir gerilime neden olur.<br />

Bu gerilimin varlığını bir etkinlikle irdeleyelim.<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Toplu iğnenin tam ortasına ipi bağlayınız.<br />

3. Ucunda toplu iğne olan ipi su dolu şeffaf bardağa daldırarak<br />

ipi yavaşça yukarı doğru çekiniz ve toplu iğnenin sudan çıkış<br />

hareketini gözlemleyiniz.<br />

4. Grup üyelerinin tamamının bu işlemi yapmasını sağlayınız.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Toplu iğne sudan çıkarken nasıl bir hareket yapmaktadır?<br />

2. Sizce bu hareketin sebebi ne olabilir?<br />

3. Bu etkinlikte su yerine zeytinyağı kullanılsaydı toplu iğnenin<br />

hareketinde nasıl bir değişiklik olurdu? Açıklayınız.


Sıvıların yüzeylerinde meydana gelen bu gerilime yüzey<br />

gerilimi denir. Sıvıların özeliklerinden biri olan yüzey gerilimi,<br />

Nida’nın öğretmenine sorduğu ‟sıcak su ve deterjanın bulaşıkları<br />

nasıl daha temiz hâle getirdiği” sorusuyla da yakından ilişkilidir.<br />

Bu ilişkiyi bir etkinlik yaparak görelim.<br />

6. Etkinlik Acaba<br />

Yüzecek mi?<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Üç adet cam su<br />

bardağı<br />

● Üç adet toplu iğne<br />

● Tuz<br />

● Soğuk su<br />

● Sıcak su<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Bardakları musluk suyu, sıcak su ve tuzlu suyla doldurunuz.<br />

3. Toplu iğneyi su yüzeyine paralel olacak şekilde su dolu<br />

bardağın üzerine bıraktığınızı varsayarak toplu iğnenin hareketiyle<br />

ilgili bir hipotez kurunuz.<br />

4. Kurduğunuz hipotezi test etmek amacıyla toplu iğneyi<br />

elinizle yatay olacak şekilde su dolu bardağın üzerine yavaşça<br />

bırakıp iğnenin hareketini gözlemleyiniz.<br />

5. Üçüncü ve dördüncü adımdaki işlemleri tuzlu su ve sıcak su<br />

dolu bardaklar için tekrarlayınız.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Toplu iğnelerin su yüzeylerindeki hareket durumlarını nasıl<br />

açıklarsınız?<br />

2. Tüm bardaklar için toplu iğne hareketi aynı mıdır? Eğer<br />

hareket durumları farklı ise bu durumu nasıl açıklarsınız?<br />

Sıvı molekülleri arasındaki kohezyonun etkisiyle sıvı yüzeylerinde<br />

meydana gelen gerilim sıvı ile hava arasında bir tabaka<br />

varmış gibi bir duruma yol açar. Bu tabakanın etkisini suya<br />

batırılmış bir fırçanın sudan çıkarılırken uçlarının birbirlerine<br />

yaklaşmasında da görebiliriz. Yüzey gerilimi diye adlandırılan<br />

bu durumun sıvıların diğer maddeler üzerindeki ıslanma etkisine<br />

katkısını yapacağımız bir başka etkinlikle inceleyelim.<br />

Madde ve Özelikleri<br />

37


1. ÜNİTE<br />

38<br />

7. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Üç adet cam su<br />

bardağı<br />

● Tuz<br />

● Maşa<br />

● Soğuk su<br />

● Sıcak su<br />

● Üç adet dereceli<br />

silindir<br />

● Üç adet mandal<br />

● Üç adet özdeş<br />

ayakkabı bağı<br />

Hangisi Daha<br />

Fazla Islandı?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Bardakları tuzlu su, musluk suyu ve sıcak sularla<br />

doldurunuz.<br />

3. Musluk suyuyla dolu bardağa özdeş ayakkabı bağlarından<br />

birini sıvının tamamına nüfuz edecek şekilde batırıp 10 s kadar<br />

bekleyiniz. Daha sonra maşa yardımıyla ayakkabı bağını sudan<br />

çıkararak emdiği suyu mandal yardımıyla dereceli silindirin<br />

içerisine süzdürünüz.<br />

4. Dereceli silindirdeki su miktarını ölçünüz. Ölçüm<br />

sonuçlarınızı defterinize çizeceğiniz bir çizelgeye kaydediniz.<br />

5. Üçüncü ve dördüncü adımdaki işlemleri tuzlu su ve<br />

sıcak suyla dolu bardaklar için tekrarlayınız. Bu işlemleri<br />

gerçekleştirmeden önce her ikisi için dereceli silindirlerde<br />

toplanacak su miktarlarıyla ilgili hipotezler kurunuz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Dereceli silindirlerdeki su miktarları aynı mıdır? Bu durumu<br />

nasıl açıklarsınız?<br />

2. Sıcak suya bir miktar deterjan katılsaydı ne gibi değişiklik<br />

olmasını beklerdiniz? Deterjanlı suyla etkinliği yeniden yapıp<br />

sonuçları yorumlayınız.<br />

Şu ana kadar yaptığımız etkinliklerle sıvılarda yüzey gerilimi<br />

değişiminin sonuçlarını gözlemledik. Yaygın olarak kullanılan<br />

bazı sıvıların yüzey gerilim katsayıları 39. sayfadaki tabloda<br />

verilmiştir. Hem etkinliklerden edindiğimiz deneyimleri hem de<br />

tabloda okuduğumuz değerleri göz önünde bulundurarak Nida’nın<br />

‟sıcak su ve deterjanın bulaşıkları nasıl daha temiz hâle getirdiği”<br />

sorusuna cevap arayınız.


Sıvı<br />

Su<br />

Sıcaklık<br />

(ºC)<br />

0<br />

20<br />

100<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Bazı böcekler su yüzeyinde rahatlıkla hareket edebildiğine<br />

göre insanlar da su yüzeyinde herhangi bir araç kullanmadan<br />

yürüyebilir mi? Böyle bir durumun söz konusu olabilmesi<br />

için insan vücudunda ne gibi değişiklikler olmalı? Çeşitli<br />

kaynaklardan araştırıp elde ettiğiniz bulguları resimleyerek<br />

arkadaşlarınıza gösteriniz. Elde ettiğiniz bulgular ve ortaya<br />

çıkan resimler üzerinde sınıfta tartışınız.<br />

Madde ve Özelikleri<br />

Yüzey Gerilimi<br />

σ (N / m)<br />

0,076<br />

0,073<br />

0,059<br />

Gliserin 20 0,063<br />

Cıva 20 0,44<br />

Etil Alkol 20 0,023<br />

Benzin 20 0,022<br />

Amonyak 20 0,021<br />

Gaz Yağı 20 0,028<br />

Kan 37 0,058<br />

Sıvılarda yüzey geriliminin azalması sıvıların diğer maddelerle<br />

etkileşimini kolaylaştırmaktadır. Günlük hayatta kullandığımız<br />

birçok temizlik malzemesi sıvıların yüzey gerilimini düşürerek<br />

suyun maddeyi ıslatmasını artırmanın yanı sıra kirlere daha<br />

iyi nüfuz etmesini sağlar. Bu şekilde daha iyi sonuçlar elde<br />

edilmesine katkıda bulunur.<br />

Yüzey gerilimi, aynı zamanda, su örümceği gibi suda<br />

yaşayan birçok canlı için de hayati önem arz eder. Su örümceği,<br />

yüzey gerilimi sayesinde su üzerinde rahatça hareket eder ve<br />

beslenebilir.<br />

Sıvı molekülleri arasındaki etkileşimin sonucu olan yüzey<br />

gerilimi, su örümceği gibi böceklerin su üzerinde rahatça hareket<br />

etmesini sağlamanın yanı sıra sıvıların bazı maddelerin bünyesine<br />

nüfuz etmesini ve sıvının madde içerisindeki kılcal ortamlarda<br />

taşınmasını da sağlar. Şimdi, Nida’nın “Kâğıt havlu, yağmur<br />

suyunu nasıl emiyor?” sorusuna cevap aramak için suyun kılcal<br />

ortamlarda nasıl yükseldiğini araştıralım.<br />

39


1. ÜNİTE<br />

40<br />

8. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Kılcal cam boru veya<br />

kılcal şeffaf pipet<br />

● Cam su bardağı<br />

● Soğuk su<br />

Hayret! Su<br />

yükseliyor<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Suyla dolu bardağa kılcal cam boruyu veya kılcal şeffaf<br />

pipeti batırınız.<br />

3. Bardaktaki ve kılcal borudaki su seviyelerini gözlemleyiniz.<br />

4. Grup üyeleriyle gözlemlerinizi tartışınız.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Kılcal cam borudaki ve bardaktaki su seviyeleri aynı mı?<br />

Aynı değilse bu durumu nasıl açıklarsınız?<br />

Sıvı molekülleri ile ince yüzeyi oluşturan moleküller arasında<br />

adezyon, sıvı moleküllerinin kendi arasında da kohezyon vardır.<br />

Sıvıların çok ince borularda yükselmesi onların bu özeliklerinden<br />

kaynaklanan etkiyle gerçekleşir. Bu olaya fizikte kılcallık adı<br />

verilir.<br />

Kılcallığı;<br />

gaz lambası fitilinde yükselen gaz yağında,<br />

kurutma kâğıdının ya da havluların suyu<br />

çekmesinde,<br />

bitkilerin suyu topraktan alıp üst kısımlara<br />

çıkarması ve benzeri birçok örnekte görmekteyiz.


Performans Görevi<br />

Tasarlıyorum Öğreniyorum<br />

Beklenen Performans Puanlama Yöntemi Görev Süresi<br />

- Problem Çözme Dereceli Puanlama 1 hafta<br />

Becerisi<br />

Anahtarı<br />

- Bilişim ve İletişim<br />

Becerisi<br />

- Yaratıcılık<br />

Görev İçeriği: Günümüzde sportif faaliyetlerdeki rekabetin<br />

artması, spor malzemesi üreten firmaları yeni arayışlara sevk<br />

etmiştir. Siz bir spor malzemesi üreticisi olsaydınız ve fizikte<br />

öğrendiğiniz “kılcallık” özelliğini kullanmanız gerekseydi, spor<br />

malzemesi üretiminde bunu nasıl kullanırdınız? Görevinizi<br />

hazırlarken aşağıdaki yönerge size yardımcı olacaktır.<br />

- Bir araştırma planı hazırlayınız.<br />

- Hangi spor dalı için hangi malzemeyi üreteceğinizi nedenleri<br />

ile birlikte açıkça belirtiniz.<br />

- Üretmeye karar verdiğiniz malzemede “kılcallık” özelliğinden<br />

nasıl yararlanacağınızı açıkça belirtiniz.<br />

- Araştırmanızı yaparken İnternet, kütüphane, bu konuda<br />

yayınlanmış bilimsel makaleler vb. kaynaklardan yararlanabilirsiniz.<br />

- Araştırmanızı 3 sayfayı geçmeyecek şekilde rapor hâline<br />

getiriniz.<br />

- Araştırmanızı sadece yazılı bir metne bağlı kalmadan, görsel<br />

araç-gereçlerden de yararlanarak sınıfta arkadaşlarınıza<br />

sununuz.<br />

Araştırmanız 257. sayfadaki EK - 1’de verilen dereceli puanlama<br />

anahtarı ile değerlendirilecektir.<br />

Madde ve Özelikleri<br />

41


1. ÜNİTE<br />

42<br />

AURORA NEDİR?<br />

Aurora, büyüleyici bir göz ziyafetine dönüşen doğa olayıdır.<br />

Bu doğa olayını bir bütün olarak ancak astronotlar görebilir.<br />

Kutuplardan da kısmen gözlenebilmesi mümkündür. Güney<br />

kutbundan görülenler güney ışıkları (aurora australis), kuzey<br />

kutbundan görülenler kuzey ışıkları (aurora borealis) olarak<br />

adlandırılmaktadır. Bu doğa olayının temel kaynağı, güneş<br />

lekelerine neden olan güneş patlamalarıdır.<br />

Güneş dev bir plazma küresidir. Bu dev plazma küresinden<br />

kopup güneş rüzgârlarıyla Dünya’mıza gelen elektrik yüklü<br />

parçacıkların dünya atmosferine yapabileceği muhtemel<br />

etkiler Dünya’nın manyetik alanı tarafından engellenir. Bu<br />

manyetik alana manyetosfer denir. Güneş’in oluşturduğu yüklü<br />

parçacık hareketi, manyetosfer tarafından saptırılarak kutup<br />

bölgelerine doğru itilir. Bunun sonucunda yüklü parçacıklar kutup<br />

bölgelerinde, atmosferde bulunan oksijen ve azot atomlarıyla<br />

çarpışarak onların iyonize olmasını sağlar. Böylelikle bir ışıma<br />

gerçekleşir. Bu ışımalar gökkuşağı ile karşılaştırılamayacak<br />

kadar büyülü bir renk tayfı olarak gözlenir. Bu renk tayfları<br />

özellikle yay, bulut ve çizgi şeklinde atmosferin yaklaşık 100 km<br />

ile 1000 km yükseklikleri arasında ve yatay düzlemde binlerce<br />

kilometre uzunluğunda oluşur. Genellikle yeşil renkte görünen<br />

auroralar çok yükseklere çıkıldığında kırmızı veya pembe renkte<br />

görülebilir.<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Bu müthiş göz ziyafetini daha iyi kavrayabilmek için oluştukları<br />

ortamı yani atmosferi incelememiz gerekir. 10. sınıfa kadar<br />

öğrendiğimiz bilgilerden gazların da sıvılar gibi akışkan olduğunu<br />

ve aralarındaki temel farkın, molekülleri arasındaki mesafelerden<br />

kaynaklandığını biliyoruz. Gaz moleküllerinin katı ve sıvı moleküllerine<br />

göre daha bağımsız olması, gaz moleküllerinin birbirinden<br />

uzak olmasını sağlar. Diğer bir ifade ile bu moleküllerin hareketleri<br />

daha az sınırlandırılmıştır. Bu özeliklerinden dolayı bu moleküller<br />

bulundukları ortamı tamamıyla doldurur.


O hâlde, nasıl oluyor da kapalı bir ortam olmayan atmosferde<br />

gazlar uzaya dağılmıyor?<br />

Bu durumun nedenlerini bir etkinlikle irdeleyelim.<br />

9. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● İki adet balon<br />

● Toplu iğne<br />

● Milimetrik kâğıt<br />

● Mezura<br />

● Hesap makinesi<br />

● Elektrikli ısıtıcı<br />

Atmosfere<br />

Benziyor mu?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Balonların üzerine tükenmez kalemle 1cm’lik çizgi çiziniz ve<br />

balonlardan birini yaklaşık 30 farklı noktadan toplu iğne ile deliniz.<br />

3. Her iki balonu iyice şişirmeye çalışınız ve balonlardaki<br />

değişimleri gözlemleyiniz.<br />

4. Şişirebildiğiniz balonun üzerindeki çizginin boyunu ölçünüz<br />

ve bu değeri kaydediniz.<br />

5. Yeterince şişirdiğiniz balonu elektrikli ısıtıcının önünde<br />

bekleterek dördüncü adımdaki işlemleri her 3 dakikada bir olacak<br />

şekilde üç kez tekrarlayınız. Elde ettiğiniz verilerden hareketle<br />

çizgi boyu - zaman grafiğini çiziniz.<br />

6. Şişirilmiş sıcak ve soğuk balonu belli yükseklikten serbest<br />

bırakarak hareketlerini gözlemleyiniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Balonların şişmesini ve şişmemesini nasıl açıklarsınız?<br />

2. Şişen balondan hareketle gazların dağılmasını balonun<br />

engellediğini söyleyebilir misiniz?<br />

3. Delik balondan çıkan gazlara ne olduğunu düşünüyorsunuz?<br />

4. Elektrikli ısıtıcı karşısında bekletilen balonun üzerindeki<br />

çizginin zamanla değişimini nasıl açıklarsınız?<br />

5. Şişirilmiş balonların hareketlerini nasıl açıklarsınız?<br />

Dünya’da yaşama olanağı sağlayan, Dünya’mızı diğer gezegen<br />

ve yıldızlardan ayıran atmosferdir. Belirli bir sınırı olmayan<br />

atmosferin kalınlığını hava moleküllerine etkiyen yer çekimi<br />

kuvveti ve bu moleküllerin sahip olduğu kinetik enerji belirler. Yer<br />

çekimi kuvveti, uzaya dağılma eğilimi gösteren hava moleküllerini<br />

tutarken moleküllerin sahip olduğu kinetik enerji, moleküllerin yere<br />

düşmesini engeller. Moleküllerin yerin çekim kuvvetiyle yere doğru<br />

çekilmesi ve kinetik enerjileriyle dağılma eğilimleri arasında bir<br />

Madde ve Özelikleri<br />

43


1. ÜNİTE<br />

denge söz konusudur. Bu denge öylesine hassastır ki yerin çekim<br />

kuvveti olmazsa atmosferden söz etmek mümkün olmayacaktır.<br />

Benzer şekilde hava molekülleri gaz hâline göre daha yavaş<br />

hareket ederse atmosferi oluşturan bu gaz molekülleri sıvı veya<br />

katı hâle dönüşecektir. Böyle bir durumda atmosferin varlığından<br />

1000 km<br />

690 km<br />

100 km<br />

85 km<br />

50 km<br />

40 km<br />

30 km<br />

20 km<br />

5 - 6 km<br />

44<br />

söz etmek mümkün olmayacaktır.<br />

Molekülleri çeken yer çekimi kuvvetiyle moleküllerin dağılma<br />

eğilimi göstermesine neden olan kinetik enerjisi arasındaki<br />

dengede güneş enerjisinin yeri önemlidir. Güneş enerjisinin<br />

olmadığı bir ortamda moleküllerin hareketini besleyen enerji de<br />

olmayacaktır. Böyle bir durumda moleküller adeta yere düşecektir.<br />

Bu durumu tavaya konulan mısır tanelerine benzetebiliriz. Tavaya<br />

ısı verildikçe mısır taneleri patlamaya ve hareket etmeye başlar.<br />

Benzer şekilde, hava moleküllerine verilen ısı da bu moleküllerin<br />

daha da yükselmesine neden olur. Bu harekette hava moleküllerinin<br />

ortalama sürati yaklaşık 1600 km / h (444 m / s) olacaktır.<br />

Özetle auroranın gerçekleştiği yer olan atmosferimiz, güneş<br />

enerjisiyle beslenmekte ve yer çekimiyle tutulmaktadır. Atmosfer,<br />

canlılara yaşam imkânı tanısa da bu imkân atmosferin her<br />

seviyesinde eşit değildir. Örneğin, yerden binlerce kilometre<br />

yükseklikte uçan jet pilotları oksijen maskesi takar, pervaneli<br />

uçaklar belirli bir yükseklikten yukarı çıkamaz.<br />

Mükemmel bir dengeye sahip olan atmosferimizin gaz yoğun -<br />

luğu yeryüzünden itibaren kademeli olarak azalmaktadır. Auroraların<br />

gerçekleştiği yüksekliklerde (100-1000 km) ise gaz yoğunluğu<br />

neredeyse en küçük değerleri alır. Yoğunluğu yüksek likle<br />

azalan havanın atmosfer içerisindeki toplam kütlesinin % 50’si ilk<br />

5-6 km’de, % 90’ı ilk 20 km’de ve % 99’u da ilk 30 km’de bu lunmaktadır.<br />

ARAŞTIRALIM<br />

10. sınıfa kadar öğrendiklerimizle gidilecek belirli bir yolu,<br />

sürat ve zamana bağlı olarak bulabiliriz. Buradan hareketle<br />

8848 m yükseklikteki Everest Dağı’na tırmanan bir dağcının<br />

düz yolda saatte yaklaşık 5 - 6 km yürüyebildiği göz önüne<br />

alınırsa yaklaşık bir gün içinde bu dağa tırmanabileceğini<br />

tahmin edebiliriz. Fakat hepimiz biliriz ki bu süre tahminimizden<br />

oldukça uzun (örneğin 2 ay) sürmektedir.<br />

Sizce bu durumun sebepleri neler olabilir? Araştırınız. Elde<br />

ettiğiniz verileri arkadaşlarınızla paylaşınız.<br />

Doğası gereği dağılma ve içinde bulunduğu kabın tama mını<br />

doldurma özelliği gösteren gazların günlük hayatta değişik kullanım<br />

alanları mevcuttur. Kamyon gibi taşıtların fren sistemlerinde,<br />

ısınmada, elektrik üretiminde, mutfak tüplerinde, havalı matkaplarda,<br />

yakıt olarak bazı taşıtlarda vb. birçok alanda gazlardan yararlanılır.


Performans Görevi<br />

Dünyamız ve Küresel Isınma<br />

Beklenen Performans Puanlama Yöntemi Görev Süresi<br />

- Problem Çözme Dereceli Puanlama 1 hafta<br />

Becerisi<br />

Anahtarı<br />

- Bilişim ve İletişim<br />

Becerisi<br />

Görev İçeriği: Dünyamızda küresel ısınma gün geçtikçe<br />

ciddi boyutlara ulaşmaktadır. Bu konuda pek çok sivil toplum<br />

örgütü, çeşitli sanayi kuruluşları ve üreticileri araştırmalar<br />

yapmaktadır. Bu çerçevede sizden küresel ısınmanın nedenleri<br />

konusunda bir araştırma yapmanız beklenmektedir. İkinci bir<br />

görev olarak ise, sizden buzdolabının çalışmasında gazların<br />

nasıl bir işlevinin olduğunu araştırmanız beklenmektedir.<br />

Araştırmanızı yaparken aşağıdaki yönerge size yardımcı<br />

olacaktır.<br />

- Sınıfınızda iki ayrı çalışma grubu oluşturarak grubunuza<br />

bir isim veriniz.<br />

- Gruplardan biri ‟Buzdolabının çalışmasında gazlardan nasıl<br />

yarar lanılmaktadır?” sorusunu araştırırken, diğer grup Dünya<br />

için büyük tehdit oluşturan ‟küresel ısınmanın nedenlerini”<br />

araştırsın.<br />

- Grup içerisinde görev dağılımı yapınız.<br />

- Her iki grup bir araştırma planı hazırlayarak, bir grup<br />

sözcüsü belirlesin.<br />

- Araştırmanızı çeşitli kaynaklardan, İnternet, kütüphane, bu<br />

konuda yazılmış bilimsel makaleler vb. araştırabilirsiniz.<br />

- Araştırmanızı üç sayfayı geçmeyecek şekilde rapor haline<br />

getiriniz.<br />

- Kullandığınız kaynakları araştırma raporunuzda belirtiniz.<br />

- Belirlenen grup sözcüsü, yapılan araştırmayı sınıfta görsel<br />

materyallerle de destekleyerek sunmalıdır.<br />

- Araştırmanız 257. sayfadaki EK - 1’de verilen dereceli<br />

puanlama anahtarı ile değerlendirilecektir.<br />

Plazmalar<br />

Dokuzuncu sınıfta maddenin katı, sıvı ve gaz hâllerinin dışında<br />

plazma hâlini de öğrenmiştik. Maddenin plazma hâli, günlük<br />

hayatımızda en az görülen hâl iken evrenin neredeyse tamamı<br />

(% 96) plazma hâli özelliğini taşımaktadır. Güneş, yıldızlar, güneş<br />

rüzgârları maddenin plazma hâlinin uzaydaki örnekleri iken;<br />

şimşek, yıldırım, kuzey ve güney kutup ışıkları (auroralar) ise<br />

yerküre üzerindeki maddenin plazma hâlinin örnekleridir.<br />

Madde ve Özelikleri<br />

45


1. ÜNİTE<br />

46<br />

Burada dikkat edilmesi gereken husus maddenin plazma<br />

hâlinin kandaki plazma ile karıştırılmamasıdır.<br />

Plazmalar<br />

Isı ve elektriği iyi iletir.<br />

Eşit sayıda pozitif (iyon yükleri) ve negatif (elektronlar) yüklere<br />

sahiptir.<br />

Yüksek veya düşük sıcaklık ve enerji yoğunluğuna sahiptir.<br />

Plazmalar laboratuvar ortamlarında gazların ısıtılarak çok<br />

yüksek sıcaklıklara ulaştırılmasıyla veya çok düşük sıcaklıklarda<br />

yüksek enerjili parçacıklara veya ışınıma maruz bırakılarak da<br />

üretilebilirler. Plazma topu, floresan ve neon lambaları ile mum<br />

alevi (fitile yakın kısmı) yerkürede üretilen plazma örnekleridir.<br />

Günlük yaşamımızda plazmanın örnekleri mevcuttur.<br />

Örneğin, bir floresan lambanın düğmesine bastığımızda yüksek<br />

voltajlı bir elektron akımına neden oluruz. Bu elektronlar, bazı<br />

atomların iyonize olmasını sağlayarak plazma oluşturur ve ışıma<br />

gerçekleşir. Benzer şekilde, elektron bombardımanına uğrayan<br />

neon lambaları da bazı atomların iyonize olması sonucu plazma<br />

hâline geçer ve ışıma gerçekleşir.<br />

Kuzey - güney kutup ışıklarında da benzer durumlar söz<br />

konusudur. Güneş’ten gelen yüklü parçacıklar, düşük sıcaklıklı<br />

plazma katmanındaki oksijen veya azot atomlarına çarparak<br />

onların iyonize olmasını ve ışıma yapmalarını sağlar.<br />

Anlaşıldığı gibi plazmalar çok düşük veya yüksek sıcaklıkta<br />

görülür. Buradan hareketle plazmalar, soğuk ve sıcak plazma<br />

olmak üzere iki grupta sınıflandırılır.<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Plazma, sanayide hangi alanlarda kullanılmaktadır? Bu<br />

konu ile ilgili bir araştırma yaparak elde ettiğiniz bilgileri sınıfta<br />

arkadaşlarınızla paylaşınız.<br />

Plazmaların yüksek enerji yoğunluğuna sahip olması ve diğer<br />

enerji üretim yöntemlerine göre daha temiz olması bazı ülkeleri<br />

plazmalardan enerji üretmeye yöneltmiştir. Yapılan çalışmalar<br />

yaklaşık 30 yıldır füzyon yoluyla enerji üretimine yoğunlaşmıştır.<br />

Hafif atomların yüksek hızlarda çarpışması sonucu daha ağır<br />

atomların oluştuğu füzyon olayının gerçekleşmesi için çok yüksek<br />

enerjilere ihtiyaç duyulmaktadır. Doğada sıcak füzyon için uygun<br />

koşullar yıldızların merkezlerindeki plazmalarda görülmektedir.<br />

Üretim için gerekli olan yakıt ise deniz suyunda da bulunan<br />

ağır hidrojenlerdir (döteryum) ve bu nedenle sınırsız enerji<br />

kaynaklarıdır. Ancak yeterli sıcaklığa ulaştırmadaki, istenilen<br />

ideal ortamın oluşturulmasındaki ve uygun reaktör yapımındaki<br />

sorunlar nedeniyle sıcak plazmadan enerji elde edilmesi<br />

güçleşmektedir.


ARAŞTIRALIM<br />

Sevgili öğrenciler, bu ünitede atmosferin ve plazmaların<br />

bazı özeliklerini öğrendiniz. Şimdi bu öğrendiklerinizi teknolojik<br />

uygulamaları anlamlandırmada kullanmaya ne dersiniz? Bunun<br />

için düşük ve yüksek frekanslı radyo dalgalarının iletim farklarını<br />

irdeleyelim.<br />

Ön Bilgi<br />

İyonosfer bir vericiden gelen düşük frekanslı radyo dalgalarını<br />

bir ayna gibi yansıtarak eğer alıcı kapsam alanındaysa sinyali<br />

almasını sağlar. Günümüzde sıklıkla tercih edilen yüksek<br />

frekanslı radyo dalgalarıdır. Atmosferin iyonosfer katmanı<br />

düşük frekanslı yayın yapan bir AM (Amplitod Modülasyon)<br />

radyosunun yansıma, yüksek frekanslı yayın yapan bir FM<br />

(Frekans Modülasyon) radyosunun ise ileri saçılma vasıtasıyla<br />

sinyal iletiminin yapılmasını sağlar. Buradan hareketle;<br />

Nasıl oluyor da bazı geceler çok uzaktaki bir AM radyosunun<br />

yayınını kapsam alanı dışında olmamıza rağmen<br />

dinleyebiliyoruz? Araştırınız.<br />

Madde ve Özelikleri<br />

47


A. Aşağıdaki ifadelerde noktalı yerleri, tabloda verilen kelimelerle anlamlı biçimde<br />

tamamlayınız.<br />

hacim kesit alanı büyük yüzey alanı doğal<br />

yer çekimi küçük soğuk plazma üretilen sıcak plazma<br />

1. Maddelerin uzunluk, genişlik ve derinlik ölçüleri eşit oranlarda artırıldığında en büyük artış<br />

.................. de olacaktır.<br />

2. Adezyonun kohezyondan …......................…. olması ıslanma şartıdır.<br />

3. Atmosferin oluşumunda …......................….etkendir.<br />

4. Güneş en büyük …......................…. örneğidir.<br />

5. Floresan lamba ve neon lamba …......................….plazma örnekleridir.<br />

B. Aşağıdaki ifadelerden doğru olanların karşısına ‟D”, yanlış olanların karşısına ‟Y” yazınız.<br />

1. Kohezyon farklı sıvı molekülleri arasında geçekleşir. ( )<br />

2. Yüzey geriliminin oluşumunda sadece kohezyon etkendir . ( )<br />

3. Şimşek, yıldırım, kuzey ve güney kutup ışıkları plazmanın dünyamızdaki örnekleridir. ( )<br />

4. Varlıkların dayanıklılığını kesit ve yüzey alanlarının hacimlerine oranıyla buluruz. ( )<br />

C. Aşağıdaki kavram haritasında görülen boşlukları tablodan verilen kavramlardan<br />

hareketle doldurunuz.<br />

Islanma Sıvı yoğunluğu Sıcaklık<br />

Adezyon Kohezyon Kuruma<br />

bağlı olduğu etmen bağlı olduğu etmen<br />

48<br />

Adezyon ve Kohezyon<br />

bağlı olduğu etmen


D. Aşağıdaki soruları cevaplayınız.<br />

1. 1 cm 3 lük birim küpün ebatlarının 5’er cm artırıldığını düşününüz. Buna göre aşağıdaki<br />

soruları cevaplayınız.<br />

a. Küpün hacmi ne kadar artar? Hesaplayınız.<br />

b. Küpün kesit alanı ne kadar artar? Hesaplayınız.<br />

c. Toplam yüzey alanı ne kadar artar? Hesaplayınız.<br />

2. Kendi vücut ölçülerinizi üç kat artırdığınızı düşünelim. Böyle bir durumda daha güçlü mü<br />

yoksa daha zayıf mı olursunuz? Açıklayınız.<br />

3. Avustralya yerlilerinin av amacıyla kullandıkları bumerang adlı aleti; Fevzi, dişbudak<br />

ağacından bire bir ölçülerine uygun olarak değil de uzunlukları 1 / 2 küçülterek yapmıştır. Fakat<br />

bumerangın bütün denemelerde beklendiği gibi havada geriye dönüp uçmadığı görülmüştür.<br />

Neden? Açıklayınız.<br />

4. Küçük hayvanlar (örneğin civcivler) üşüdükleri zaman<br />

niçin birbirlerine sokulurlar? Açıklayınız.<br />

5. Bir filden yaklaşık 40 kat büyük olan mavi<br />

balina denizde rahatlıkla hareket ederken karaya<br />

vurduklarında kısa sürede ölmektedirler. Balinanın<br />

ölüm nedeni havasızlık değildir. Bu ünitede öğrendiklerinizi<br />

göz önüne alarak karaya vuran balinaların<br />

ölüm nedenini açıklayınız.<br />

49


6. Atmosferdeki gaz moleküllerinin hareketliliğinin devamlılığı için gerekli enerji kaynağı<br />

nedir? Bu anlamda kaynağın atmosferdeki etkilerini açıklayınız.<br />

7. Plazmaların gazlardan farkları nelerdir? Günlük yaşamdan örnekler vererek açıklayınız.<br />

8. Gazların bulunduğu kabın şeklini aldığı bilindiğine göre, niçin atmosferi oluşturan gazlar<br />

uzaya dağılmazlar? Açıklayınız.<br />

9. Ay’da niçin atmosfer olmadığını, Dünya’da niçin atmosfer olduğundan hareketle<br />

açıklayınız.<br />

50


KUVVET VE<br />

2. ÜNİTE<br />

HAREKET


Bu ünitede;<br />

KONULAR<br />

* NAZ TENİS KORTUNDA<br />

* HÜZÜNLÜ AYRILIK<br />

* İLAYDA YARIYIL TATİLİNDE<br />

* BEYZBOL<br />

* KAMYONUN HIZLANMASI<br />

Kuvvetin vektörel özelliklerini inceleyererek bir cismin gözlenen<br />

hareketlerini Newton’un Hareket Yasaları ile açıklayacağız. Yalnız sabit<br />

kuvvetin etkisindeki hareketleri yani sabit ivmeli sistemleri inceleyeceğiz.<br />

Eylemsizliğin sadece Newton’un I. Yasası ile ilişkili olmadığını, cisimlerin<br />

kütlelerinden dolayı eylemsizliğe sahip olduğunu keşfedeceğiz.


NAZ TENİS KORTUNDA<br />

Temel eğitimini köyde tamamlayan Naz; çalışkan, zeki ve<br />

öğrenmeye meraklı bir öğrenci olduğu için girdiği fen lisesi sınavını<br />

kolayca kazanır. Lisedeki ilk yılını okulunu ve arkadaşlarını<br />

tanımakla geçirir. İkinci yılında Naz artık yabancı olmadığı bir<br />

ortamdadır ve boş zamanlarında tenis öğrenmeyi ister. Raketlerin<br />

nasıl ustalıkla kullanıldığını küçükten beri hep merak etmiştir.<br />

İşe tenis oynayanları seyretmekle başlar. Oyun bittikten sonra<br />

Naz eve gider. Tenis oyunu ile ilgili İnternetten araştırma yapar.<br />

İnternetin imkânlarından yararlanarak topun rakete çarpmasını<br />

ve ondan ayrılmasını yavaşlatılmış olarak izler. Topun raketle<br />

çarpışınca yavaşlayıp durması, o esnada raketin topa değen<br />

kısmının bombeleşmesi daha sonra da topun raketten hızla<br />

ayrılması Naz’ı çok heyecanlandırır. Naz bütün bu gördüklerini<br />

gerçekleştiren etkenin ne olduğunu merak eder.<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Benzer şekilde yukarıya doğru fırlatılan bir taş niçin geriye<br />

döner? Nehirler nereye ve niçin akarlar? Hareket hâlindeki<br />

arabanın frenine basılınca arabayı durduran nedir? Güneş’i, Ay’ı<br />

ve gezegenleri hareket ettiren nedir? Duran bir cismi harekete<br />

geçiren, hareket hâlindeki bir cismi durduran nedir?<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

53


2. ÜNİTE<br />

54<br />

TARTIŞALIM<br />

Buzlu bir yolda duran otomobillerin harekete geçmekte<br />

zorlandığını gözlemişsinizdir. Aynı şekilde hareket hâlindeki<br />

otomobiller de buzlu yolda durmakta zorlanır ve çoğu kez<br />

kazalara neden olur. Bu olayların nedenlerini, buzlu havalarda<br />

normalden farklı olarak ne gibi değişiklik olduğunu ve bu<br />

durumun hangi büyüklüğü değiştirdiğini tartışınız.<br />

Bir cismin hareketini başlatan veya sona erdiren etkenin ne<br />

olduğuna cevap bulunmasıyla insanın evrene bakış açısında<br />

değişmeler olmuştur. Aristo’ ya göre bu tür soruların cevabı<br />

varlıkların sahibine gitme isteğinden başka bir şey değildir. Bu<br />

görüşe göre su ve toprağın sahibi yerin merkeziyken, hava ve<br />

ateşin doğal sahibi göklerdir. Bu görüş Galileo ve Newton’ un<br />

çalışmalarını ortaya koyuncaya kadar geçerliliğini sürdürmüştür.<br />

Galileo ve Newton’ un çalışmalarına göre cisimlerin hareketini<br />

belirleyen, üzerlerine etkiyen kuvvettir. Kuvvetle ve benzeri<br />

kavramlarla ilgili bu yanlış bilgilerin birçok fizikçinin katkısıyla<br />

çözülmesi bilimde modern bir anlayışın doğmasına neden<br />

olmuştur. Aristo, Galileo ve Newton hakkında ayrıntılı bilgi<br />

kitabın sonundaki ‟<strong>Fizik</strong> Bilimine Katkı Sağlayan Bilim İnsanları”<br />

bölümünde verilmiştir.<br />

Şimdi kuvvetin sadece cisimlerin hareketi üzerinde mi etkili<br />

olduğunu, bunun dışında bir etkisinin olup olmayacağını etkinlikle<br />

araştıralım.<br />

1. Etkinlik Islak Sünger<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Bulaşık süngeri<br />

● Bir şişe su<br />

● İçinde kalemler<br />

olan kalem kutusu<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Bulaşık süngerini masanın üzerine koyunuz.<br />

2. Üzerine su dökmeden önce süngerin şeklinin su dökülmesiyle<br />

değişip değişmeyeceğini tartışınız.<br />

3. Suyu yavaşça dökerek süngeri gözleyiniz.<br />

4. Su döktüğünüz süngerin üzerine kalem kutusunu koyarak<br />

süngerde bir değişiklik olup olmadığını gözlemleyiniz.


Sonuca Varalım<br />

1. Su döktüğünüzde süngerin şeklinde değişme oldu mu? Bu<br />

durumu nasıl izah edersiniz?<br />

2. Üzerine kalem kutusu konulan süngerin şeklinde değişme<br />

oldu mu? Bu durumu nasıl izah edersiniz?<br />

3. Süngere su dökülünce veya üzerine kalem kutusu<br />

konulunca süngere etki eden hangi değişken değişmiştir?<br />

Takozun harekete başlaması, hareket hâlindeki takozun hareke<br />

tinin cinsinin değişmesi veya durması ve bulaşık süngerinin<br />

şeklinde değişiklik olabilmesi için kuvvete ihtiyaç olduğu kaçınılmaz<br />

bir gerçektir. Kısacası, cisimlerin hareket durumlarında veya<br />

şekillerinde değişiklik yapabilen etkene kuvvet denir. Tenis sporunda<br />

topun raketle çarpışınca yavaşlayıp durması, o esnada raketin<br />

topa değen bölümünün bombeleşmesi, sonra topun raketten<br />

hızla ayrılması Naz’ı heyecanlandırmış ve Naz bütün bunları gerçekleştiren<br />

etkenin ne olduğunu merak etmişti. Yukarıda yaptığımız<br />

açıklamalardan yola çıkarak bu etkenin kuvvet olduğunu söyleyebiliriz.<br />

Bu sporda oyuncu kendisine doğru gelen tenis topuna,<br />

hareketine karşı koyacak şekilde, raketle vurur. Bu durumda raket<br />

topa etki şeklinde bir kuvvet uygular. Bu kuvvet önce topu çok<br />

kısa bir zaman aralığında da olsa yavaşlatarak, durdurur ve onu<br />

zıt yönde hızlandırır. Bu esnada olay, teknik araçlarla gözlenirse<br />

esnek olan topun şeklinin etkileşim sürecinde değiştiği görülür.<br />

Günlük yaşamımızda kuvvetin pek çok olayın gerçekleşmesinde<br />

etken olduğunu görürüz. Portakal sıkacağı ile portakal<br />

suyu elde etmede, açık kapının kapatılmasında, yazı tahtasının<br />

silinmesinde, fotoğrafta görüldüğü gibi metal borunun bükülmesinde<br />

vb. durumlarda kuvvetin etkilerini hissederiz.<br />

Boru bükme tezgâhı<br />

Kuvvetin özelliklerini kavradıktan sonra kuvvetle ilişkili olarak<br />

bazı öğrencilerin yanılgıya düştükleri görülmüştür. Bu yanılgıları<br />

gidermek için bir tartışma etkinliği yapalım.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

55


2. ÜNİTE<br />

56<br />

TARTIŞALIM<br />

1. Bir asansörün fazla sayıda insan taşıması daha büyük<br />

kuvvet uygulaması anlamına gelir mi? Tartışınız.<br />

2. Yüksek katlı binalarda kullanılan asansörlerin hızlı hareket<br />

etmesi daha güçlü olmaları anlamına gelir mi? Tartışınız.<br />

Bir cismi kaldırabilmek için ona en az ağırlığı kadar kuvvet<br />

uygulamak gerekir. Bu durum cismi kaldıracak kişinin güçlü<br />

olup olmaması ile ilgili değildir. Yüz adet tuğlayı inşaatın birinci<br />

katından ikinci katına tek tek ve ya bir seferde çıkardığımızda<br />

aynı işi yapmış oluruz. Başka bir ifade ile aynı miktarda enerji<br />

harcarız. Her iki durumda da kütle çekimine karşı iş yapılmıştır.<br />

Fakat işin yapılış süreleri farklıdır. Aynı işi daha kısa sürede<br />

yapan daha güçlüdür. Cismin üzerinde yapılan iş, cismin enerjisini<br />

arttırır. Dolayısıyla, güç enerji aktarma hızıdır. Yukarıdaki tartışma<br />

etkinliğinden de görüldüğü gibi güç ve kuvvet ile güç ve enerji aynı<br />

kavramlar değildir.<br />

Kuvvetin varlığını ve etkilerini kavradıktan sonra kuvvetin<br />

nasıl bir büyüklük olduğunu hiç merak ettiniz mi?<br />

<strong>Fizik</strong>te kullanılan büyüklüklerin skaler ve vektörel büyüklükler<br />

olmak üzere ikiye ayrıldığını dokuzuncu sınıf fizik dersinde<br />

öğrenmiştiniz. Şimdi, kuvvetin nasıl bir büyüklük olduğu sorusunun<br />

cevabını bir etkinlikle araştıralım.


2. Etkinlik İki Kişilik Oyun<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Sınıftaki arkadaşlarınızdan<br />

birine, dışarıya çıkıp kapının arkasında<br />

beklemesini söyleyiniz.<br />

2. Bir arkadaşınızı da yazı<br />

tahta sının önüne kaldırınız.<br />

3. Yazı tahtasının önündeki arkadaşınız<br />

herhangi bir doğrultuda<br />

5 – 10 s veya 5 – 10 adım yürüsün<br />

ve bu eylemi yüksek sesle kapının<br />

dışında bekleyen arkadaşınıza<br />

ifade etsin.<br />

4. Yazı tahtasının önündeki<br />

arkadaşınız öğretmen masasına<br />

kuvvet uygulasın ve bu durumu<br />

yine yüksek sesle kapının dışında bekleyen arkadaşınıza ifade<br />

etsin.<br />

5. Yazı tahtasının önündeki arkadaşınızın yaptıklarını sözlü<br />

olarak ifade etmesi dışarıdaki arkadaşınızın, içeridekinin yaptıklarını<br />

kavraması için yeterli midir? Tartışınız.<br />

6. Kapının dışındaki arkadaşınızı sınıfa alarak ondan sınıfta<br />

yapılan faaliyetleri size anlatmasını isteyiniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Sınıfa aldığınız arkadaşınız yapılan her iki faaliyeti de<br />

kavrayıp size tam olarak aktarabildi mi? Şayet aktaramadığı<br />

faaliyet varsa bu hangisidir?<br />

2. Arkadaşınız kavrayamadığı faaliyeti kavrayabilmek için ek<br />

soru sorma gereği hissetti mi? Şayet hissetmişse hangi soruları<br />

sordu?<br />

3. Arkadaşınızın faaliyetlerden birini kavrayabilmesi için ek<br />

soru sorması bu büyüklüklerin farklı cins büyüklükler olduğu<br />

anlamına gelir mi?<br />

Kuvvetin; başlangıç noktası, doğrultusu, yönü ve şiddeti ile<br />

ifade edildiğini öğrendik. Bu şekilde ifade edilen büyüklüklerin<br />

vektörel bir büyüklük olduğunu biliyoruz. Öyleyse, kuvvetin de<br />

vektörel bir büyüklük olduğunu söyleyebiliriz.<br />

Sadece şiddeti ile ifade edilen büyüklükler, skaler büyüklüklerdir.<br />

Skaler büyüklüklerin reel sayılarla ifade edildiğini, vektörel<br />

büyüklüklerin ise yönlendirilmiş doğru parçaları ile gösterildiğini<br />

biliyorsunuz.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

57


2. ÜNİTE<br />

58<br />

Pekiştirelim<br />

Aşağıdaki çizelgeye iki büyüklük adı yazılmış ve bu<br />

büyüklüğün cinsi işaretlenmiştir. Siz de örnekleri çoğaltarak<br />

ve defterinize aşağıdakine benzer bir çizelge oluşturarak<br />

büyüklüklerin cinsini belirleyiniz.<br />

Büyüklük adı Skaler Büyüklük Vektörel Büyüklük<br />

Ağırlık +<br />

Sıcaklık +<br />

‟Naz Tenis Kortunda” adlı metinde tenis topunun hareketini<br />

değiştiren etkenin kuvvet olduğunu öğrendik. Buradan hareketle,<br />

köpeklerin kızaklara neden aynı ip üzerinde arka arkaya<br />

bağlandığını veya gemicilerin halat çekerken neden arka arkaya<br />

dizildiklerini açıklayabilir misiniz? Kuvvetlerin toplanılması ile ilgili<br />

olan bu sorulara cevap arayalım.<br />

Vektörel bir büyüklük olan kuvvet üç farklı yöntemle toplanır.<br />

1. Paralel Kenar Yöntemi<br />

Durmakta olan bir cismin harekete başlayabilmesi için<br />

kuvvet etkisinde kalması gerektiğini dokuzuncu sınıf fizik<br />

dersinde öğrendiniz. Bazen hareket hâlindeki cisme birden fazla<br />

kuvvet etkiyebilir. Bu durumda bileşke kuvvetten bahsedilir. Bu<br />

kuvvetlerin doğrultularının ve şiddetlerinin değişmesinin bileşke<br />

kuvveti değiştirip değiştirmeyeceğini hiç merak ettiniz mi?<br />

Bileşke kuvvetin değişmesine bağlı olarak takozun hareketinde<br />

ve hareket doğrultusunda bir değişme olur mu? Bunları etkinlikle<br />

öğrenelim.<br />

3. Etkinlik Paralel Çizgiler<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Tahta takoz<br />

● İp (1 m)<br />

● Sabit makara<br />

(2 adet)<br />

● Masa kıskacı<br />

(2 adet)<br />

● Tartım takımı<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Özdeş kütleler kullanarak fotoğraftaki gibi bir düzenek<br />

kurunuz.


2. Takozu serbest bırakarak hareketini gözlemleyiniz.<br />

3. Kütlelerden birini değiştirip takozu serbest bırakarak hareketini<br />

yeniden gözlemleyiniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Uygulanan kuvvetlerin doğrultularını ve takozun hareket<br />

doğrultusunu çiziniz. Buradan hareketle kuvvetlerin bileşkesi ve<br />

takozun hareket doğrultusu ile ilgili ne söyleyebilirsiniz?<br />

2. Ağırlıklardan birinin değişmesi takozun hareket doğrultusunu<br />

değiştirdi mi? Bunu nasıl açıklarsınız?<br />

Paralel kenar yöntemi ile toplama işlemi yapmak için<br />

kuvvetlerin başlangıç noktalarının aynı olması gerekir. Şayet<br />

farklı ise aynı olması sağlanır. Bunun için önce kuvvetlerin<br />

başlangıç noktaları birleştirilip, kuvvetlerin bitim noktalarından<br />

birbirine paralel çizgiler çizilerek bir paralelkenar oluşturulur.<br />

Sonra bu paralelkenarın, kuvvetlerin başlangıç noktasından<br />

geçen köşegeni çizilir. İşte bu köşegen üzerindeki vektör bileşke<br />

kuvvettir.<br />

Şimdi bu yöntemi ölçekli bir çizim yaparak görelim.<br />

→ F1<br />

Bileşke kuvvetin şiddetinin nasıl bulunacağını görelim.<br />

A<br />

→ F1<br />

α<br />

→ F2<br />

→<br />

R<br />

180 ­α<br />

α<br />

C<br />

→ F2<br />

→ F1<br />

B<br />

→ F2<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

ABC de cosinüs (kosinüs)<br />

teoremini yazalım.<br />

R2 2 2 =F + F2 ­ 2 . . . F1 F2 cos(180°­α)<br />

1<br />

cos(180°­α) açılımını yazalım.<br />

cos(180°­ α) = cos180° cosα + sin180° sinα olur.<br />

cos180° = ­1<br />

sin180° = 0<br />

değerlerini yerine yazarsak,<br />

R2 2 2 = F + F2 + 2 . . . F1 F2 cosα eşitliğini elde ederiz.<br />

1<br />

→ F1<br />

→ F2<br />

→ F1<br />

→ R = → F1+ → F2<br />

→ F2<br />

59


2. ÜNİTE<br />

60<br />

Örnek<br />

A<br />

60°<br />

→ F2<br />

→ F1<br />

Şekildeki A noktasına uygulanan<br />

F 1 = 3N ve F 2 = 4N’luk kuvvetlerin<br />

toplamının şiddetini bulup doğrultusunu<br />

belirleyiniz.<br />

(cos60° = 1<br />

2<br />

, sin60° = 3<br />

2 )<br />

Çözüm<br />

Kuvvetleri paralelkenar yöntemiyle toplayalım.<br />

Verilenleri;<br />

→ F2<br />

60°<br />

→ R<br />

R2 2 2 = F + F2 + 2F1Fcosα 1<br />

2<br />

eşitliğinde yerine yazalım.<br />

R2 = 32 + 42 + 2 . 3 . A<br />

→<br />

F1<br />

4cos60°<br />

R = √37 N bulunur.<br />

Şimdi toplam kuvvetin doğrultusunu belirleyelim. Bunun için<br />

toplam kuvvetin yatay doğrultuda olan F kuvvetiyle yaptığı açıyı<br />

1<br />

bulalım.<br />

B M<br />

AC = ABcos60°<br />

AC = 4. 1<br />

2<br />

AC = 2 N<br />

BC = ABsin60°<br />

BC = 4. 3<br />

→<br />

F2<br />

A<br />

60°<br />

ᶿ<br />

C<br />

→<br />

R<br />

→<br />

F1<br />

K<br />

60°<br />

L<br />

2<br />

BC = 2 3 N olur.<br />

Diğer taraftan 2 AC = KL ve BC = ML’ dir.<br />

Buna göre,<br />

AL = 3 + 2 ise AL = 5 N’dur.<br />

AML’de tanθ yazalım.<br />

tanθ = 2. 3<br />

5 bulunur.<br />

Buradan<br />

cetvelinden,<br />

sayısal değer hesaplanır ve trigonometri<br />

tanθ = 0,6928 ise<br />

θ ≅ 35° bulunur.


Örnek<br />

F 2 =5N<br />

Çözüm<br />

a.<br />

A<br />

120°<br />

F 1 =4N<br />

Şekildeki A noktasına uygula<br />

nan kuvvetlerin topla mını,<br />

a) Çizimle gösteriniz.<br />

b) Hesaplayınız.<br />

(cos120° = ­1/2)<br />

b.<br />

Verilenleri R2 2 2 = F + F2 + 2F1F cosα eşitliğinde yerine<br />

1<br />

2<br />

yazalım.<br />

R2 = 42 + 52 + 2 . 4 . 5(­1/2)<br />

R2 = 21<br />

R = √21 N bulunur.<br />

2. Çokgen Yöntemi<br />

Bu yöntemle kuvvetleri toplayabilmek için kuvvetlerden birinin<br />

başlangıcı, diğerinin bitim noktasına gelecek şekilde uç uca<br />

eklenir. Bu durumda ilk kuvvetin başlangıcı ile son kuvvetin bitim<br />

noktalarını birleştiren kuvvet, bileşke kuvvettir. Bileşke kuvvetin<br />

yönü son kuvvete doğrudur. Bu işlemde kuvvetlerin uç uca ekleniş<br />

sırası sonucu değiştirmez. Şimdi çokgen yöntemini uygulayarak<br />

şekildeki kuvvetlerin bileşkesini bulalım.<br />

→ F3<br />

F 2 =5N<br />

→ F1<br />

A<br />

120°<br />

→ F2<br />

R<br />

F 1 =4N<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

61


2. ÜNİTE<br />

62<br />

Örnek<br />

Çözüm<br />

a. → F 1 nün bitim noktasına → F 2 nü<br />

getirelim.<br />

b. → F 2 nün bitim noktasına → F 3 nü getirelim.<br />

c. Bileşke kuvveti çizelim.<br />

→ R = → F1 + → F 2 + → F 3<br />

A<br />

→ F1<br />

→ F2<br />

→ F1<br />

→ F1<br />

→ F3<br />

→ F2<br />

→ F3<br />

B C<br />

→ F1<br />

→ F3<br />

→ F2<br />

→ F2<br />

Bileşke kuvvetin şiddeti<br />

ise oluşan geometrik şekillerin<br />

özelliklerinden yararlanılarak mate<br />

matiksel olarak hesaplanır.<br />

Şekildeki karelerin kenar uzunluğu<br />

10 N’a karşılık geldiğine göre<br />

kuvvetlerin bileşkesini çokgen<br />

yöntemiyle çizerek bulunuz. Bileşke<br />

kuvvetin büyüklüğünü hesaplayınız.<br />

Kuvvetleri uç uca ekleyelim ve<br />

bileşke kuvveti çizelim.<br />

Bileşke kuvvetin şiddeti ABC’de<br />

Pisagor Teoremi yazılarak bulunur.<br />

R 2 = AB 2 + BC 2<br />

R 2 = 20 2 + 50 2<br />

R 2 = 400 + 2500<br />

R 2 = 2900<br />

R = 10√29 N olur.<br />

3. Bileşenlerine Ayırma Yöntemi<br />

Kuvvetleri bu yöntemle toplayabilmek için kuvvetler önce x<br />

ve y ekseninde bileşenlerine ayrılır. Sonra x ve y eksenindeki<br />

bileşenler toplanarak R x ve R y bileşenleri bulunur. Daha sonra bu<br />

bileşenler de toplanarak bileşke kuvvet bulunur.<br />

→ F3<br />

→ F1<br />

→ F2


Şekildeki gibi verilen → F kuvvetini x ve y bileşenlerine ayıralım.<br />

Bunun için kuvvetin bitim noktasından x ve y eksenlerine birer<br />

dikme indirilir. Bu dikmenin x ekseninde ayırdığı parça kuvvetin<br />

→ Fx bileşenini, y ekseni üzerinde ayırdığı parça → F y bileşenini verir.<br />

Oluşan şekilde kosinüs ve sinüs bağıntıları yazılarak → F x ve → F y<br />

bileşenlerinin sayısal değerleri bulunur.<br />

→ Fy<br />

Örnek<br />

Şekildeki kuvvetlerin<br />

etki sinde kalan kayık hangi<br />

doğrultuda ve yönde<br />

hareket eder (Sin37°=0,6<br />

Cos37°=0,8 Sin53°=0,8<br />

Cos53°=0,6)?<br />

Çözüm<br />

Önce kuvveti bileşenlerine ayıralım.<br />

→ F2x<br />

F 2 =5N<br />

y<br />

37°<br />

α<br />

→ F1y<br />

→ F1 vektörünün y bileşeninin<br />

şiddeti;<br />

F 1y = F 1 sin53°<br />

F 1y = 10 . 0,8<br />

F 1y = 8 N olur.<br />

→ Fx<br />

y<br />

→ F<br />

53°<br />

→ F2y<br />

F 3 =7N<br />

x<br />

F 1 =10N<br />

→ F1x<br />

x<br />

F 2 =5N<br />

37º<br />

→ F1 vektörünün x bile­<br />

şeninin şiddeti;<br />

F 1x = F 1 cos53°<br />

F 1x = 10 . 0,6<br />

F 1x = 6 N olur.<br />

→ F2 vektörünün x bileşeninin<br />

şiddeti;<br />

F 2x = F 2 cos37°<br />

F 2x = 5 . 0,8<br />

F 2x = 4 N olur.<br />

→ F2 vektörünün y bileşeninin şiddeti;<br />

F 2y = F 2 sin37° F 2y = 5 . 0,6 F 2y = 3 N olur.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

Fx<br />

cos a=<br />

F<br />

Þ F = F cos a<br />

x<br />

Fy<br />

sina= F<br />

Þ F = F sina<br />

y<br />

y<br />

53º<br />

F 3 =7N<br />

F 1 =10N<br />

x<br />

63


2. ÜNİTE<br />

64<br />

Şimdi eksenler üzerindeki aynı doğrultulu kuvvetleri<br />

toplayalım.<br />

→<br />

Rx = → F + 1x → →<br />

F Ry = 2x<br />

→ F + 2y → F + 3 → F1y R = 6 – 4 R = ­3 ­ 7 + 8<br />

x y<br />

R = 2 N R = ­2 N bulunur.<br />

x y<br />

R şiddetinin ‟­” çıkması onun eksende zıt yönde olduğu<br />

y<br />

anlamına gelir. Bu kuvvetleri eksen üzerinde göstererek<br />

toplayalım.<br />

y<br />

R ve R bileşenlerini para­<br />

x y<br />

lel kenar yöntemiyle topla yalım.<br />

Bulunan değerleri;<br />

Örnek<br />

R2 2 2 = R + Ry + 2RxR cosα<br />

x<br />

y<br />

eşitliğinde yerine yazalım.<br />

R2 = 22 + 22 + 2 . 2 . 2 . cos90°<br />

cos90° = 0 olduğundan;<br />

R = 2√2 N bulunur.<br />

tanα = R / R y x<br />

tanα = ­2 / 2<br />

tanα = ­1 ise α = ­ 45° olur.<br />

Buna göre kayık güneydoğu doğrultusunda toplam kuvvet<br />

yönünde hareket eder.<br />

→ F2<br />

→ F2x<br />

→ F2y<br />

→ Ry<br />

→ F1<br />

→ F1<br />

→ F3y<br />

→ Rx<br />

→ F3<br />

→ F3x<br />

x<br />

→ →<br />

R = F1 + → →<br />

F + F3<br />

2<br />

Üç kartal, gördükleri et parçasını<br />

yuvalarına getirebilmek<br />

için aynı anda hamle yaparlar.<br />

Bunun içinde şekildeki doğrultularda<br />

kuvvet uygularlar. Bu<br />

mücadeleyi hangi kartal kazanır?<br />

Çözüm<br />

Kartalların et parçasına<br />

uyguladığı kuvvetleri x ve y<br />

eksenlerinde bileşenlerine ayıralım.


Şimdi R ve R toplamlarını bulalım.<br />

x y<br />

→<br />

Rx = → F + 3x → →<br />

F Ry = 2x<br />

→ F + 2y → →<br />

F + F1<br />

3y<br />

R = 1 ­ 1 x R = ­2 ­ 2 + 2<br />

y<br />

R = 0 x R = ­2 N bulunur.<br />

y<br />

R x = 0 olduğundan;<br />

R = R y olur. Bu durumda mücadeleyi kazanan yoktur. Et<br />

parçası → F 1 kuvvetine zıt yönde sürüklenir.<br />

Örneğin, vinçlerde ağır cisimleri yukarı doğru kaldırabilmek<br />

için makaralar vasıtasıyla cisme aynı doğrultuda birden fazla ipin<br />

bağlı duruma getirilmesinin nedeni bileşke kuvveti artırmaktır. Bu<br />

sayede cismin kaldırılması kolaylaşmaktadır. Yandaki fotoğrafta<br />

görüldüğü gibi kara saplanmış arabanın hareket ettirilebilmesi için<br />

birkaç kişi tarafından itilmesi de bu duruma örnektir. Bu durumu<br />

daha iyi kavrayabilmek için bir etkinlik yapalım.<br />

4. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Bir m<br />

uzunluğunda<br />

iki adet ahşap<br />

boya fırçası sapı<br />

● İki metre uzunluğunda<br />

çamaşır ipi<br />

Bir Kişi Dört Kişiye<br />

Bedel Olabilir mi?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Çamaşır ipinin bir ucunu fırça saplarından birine bağlayarak<br />

şekildeki gibi sarınız. Saplara ikişer kişi karşılıklı olarak, ipin<br />

serbest ucuna ise bir kişi asılsın.<br />

2. Karşılıklı olarak asılan dört kişi sapları birbirinden uzaklaştırabilir<br />

mi? Bu durumu nasıl açıklarsınız?<br />

3. İpin serbest ucuna asılan kişi sapları birbirine yaklaştırabilir<br />

mi? Bu durumu nasıl açıklarsınız?<br />

Buraya kadar öğrendiklerimizi özetleyelim. Cisimleri hareket<br />

ettiren, cismin şeklini veya hareketin cinsini değiştiren etkiyi<br />

kuvvet olarak isimlendirerek toplanma yöntemlerini öğrendik.<br />

Ayrıca, kuvvetin günlük yaşamımızda etkilerine dair örnekler<br />

verdiğimizi söyleyebiliriz.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

65


2. ÜNİTE<br />

66<br />

HÜZÜNLÜ AYRILIK<br />

Girdikleri sağlık meslek lisesi sınavını kazanan Karya<br />

ve İlayda eğitimlerine artık Trabzon’da devam edeceklerdir.<br />

İlk kez ailelerinden uzun süre ayrı kalırlar. Artık her şeylerini<br />

paylaşmaktadırlar. Dönem bitince neşe içerisinde memleketlerine<br />

dönerler. İlayda Ankaralıdır. Karya ise Sakarya’ya gitmek için<br />

Ankara’dan başka bir otobüse binecektir. Karya, terminalde İlayda’<br />

ya eşyalarını taşıması için yürüyen yatay banta kadar yardım<br />

eder. İlayda banta biner, eşyalarını yanına bırakır. Gözü yanında<br />

duran genç bir kıza takılır. Kızın elinde son çıkan romanlardan<br />

biri vardır. Okumayı çok seven İlayda kitaba bir süre baktıktan<br />

sonra geriye döner ve Karya’ya bakar. Karya geriye doğru giderek<br />

ondan uzaklaşmaktadır. İlayda içi buruk şekilde önüne dönerken<br />

yandaki beton direklerin de periyodik bir şekilde geriye gittiğini<br />

görür. Elinde roman olan kızsa hâlâ İlayda’nın yanındadır.<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Dokuzuncu sınıfta hareket, sürat, hız, yol, yer değiştirme<br />

kavramları hakkında bilgi sahibi olmuş ve bu kavramları<br />

tanımıştınız. Düzgün doğrusal hareketi kavramış, bu hareketin<br />

x– t, v – t grafiklerini çizmiş ve v – t, grafiğinin sınırladığı alandan<br />

yararlanarak yer değiştirmeyi hesaplamıştınız. Ayrıca Newton’un<br />

Hareket Yasaları’nı görmüştünüz. Newton’un I. Hareket Yasası’nı<br />

‟Bir cisim üzerine etki eden net kuvvet sıfır ise o cisim hareket<br />

durumunu korur.” şeklinde ifade etmiştiniz. Bu yasaya göre duran<br />

veya sabit hızla hareket eden bir cisme ya hiçbir kuvvet etkimediğini<br />

ya da etki eden bileşke kuvvetin sıfır olduğunu öğrenmiştiniz. Bu<br />

kazanımlarımızı da dikkate alarak Karya ve İlayda’nın hareket<br />

durumlarına göz atalım. Karya ile İlayda’nın ayrılığında İlayda ve<br />

genç kız yürüyen yatay yolda olduğu hâlde, İlayda onu yanında<br />

duruyor görmektedir. Aynı şekilde yürüyen yatay yolda olan<br />

İlayda yolun girişinde ondan ayrılan ve hâlâ orada ona bakan<br />

Karya’yı kendisinden uzaklaşıyor olarak görmektedir. Binanın<br />

yan duvarındaki eşit aralıklı direkler ise periyodik bir şekilde


geriye doğru gidiyor görünmektedir. Bütün bunları dikkate alarak<br />

İlayda’nın bindiği yürüyen yatay yolun ne tür hareket yaptığını,<br />

bu hareketin nedenlerini ve İlayda’nın gördüklerinin geçerliliğini<br />

araştıralım ve açıklayalım.<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Ulaşım rahatlığı ve kolaylığı sağlayan uçağın normal uçuş<br />

yüksekliğinde sabit hızla ilerlerken hangi kuvvetlerin etkisi<br />

altında kaldığını çeşitli kaynaklardan araştırınız. Bu kuvvetleri<br />

çizeceğiniz bir uçak resmi üzerinde göstererek okul panosunda<br />

sergileyiniz.<br />

Masa, sandalye, sıra, komodin vb. cisimler oldukları yerde<br />

durmaktadırlar. Durmakta olan uçak kalkışa geçtiği an önce<br />

hızlanır. İstenilen yüksekliğe ve hıza ulaşınca hızını sabitler.<br />

İnişe geçince de yavaşlar ve durur. Düz ve pürüzsüz zeminde<br />

yuvarlanan bilye bir süre hızını korur. Yokuş aşağı inen bisiklet<br />

hızlanır. Asansör kalkıştan hemen sonra sabit hızla hareket eder.<br />

Bu hareketlerin nedenlerini merak ettiniz mi? Bunun için deniz,<br />

göl veya televizyonda gördüğünüz bir sürat teknesinin kalkıştan<br />

itibaren hareketini ve hangi kuvvetlerin etkisinde kaldığını<br />

ayrıntılarıyla inceleyelim.<br />

Sürat teknesinin kalkıştan sonra gittikçe hızlandığını biliyoruz.<br />

Tekne düşey doğrultuda ağırlık ve kaldırma kuvvetinin etkisindedir.<br />

Bu doğrultuda hareket olmadığından bileşke kuvvet sıfırdır.<br />

Tekne yatay doğrultuda motorun itme kuvveti ve sürtünme<br />

kuvvetlerinin etkisindedir. Tekne yatay doğrultuda hızlandığına<br />

göre bileşke kuvvet Newton’un II. Yasası gereği sıfırdan farklıdır.<br />

Motorun sağladığı itme kuvveti, su ve havanın toplam sürtünme<br />

kuvvetinden büyüktür. Motorun devir sayısını maksimum düzeye<br />

çıkardığımızda tekne daha da hızlanır ve sonunda sabit bir hıza<br />

ulaşır. Bunun nedeni hız arttıkça sürtünme kuvvetinin artmasıdır.<br />

Sürtünme kuvveti motorun sağladığı itme kuvvetine eşit olduğu<br />

an, bileşke kuvvet sıfırdır. Tekne artık ulaştığı bu hızda hareketini<br />

sürdürür. Teknenin ulaştığı bu hız, limit hızdır. Sözünü ettiğimiz bu<br />

kuvvetler aşağıda gösterilmiştir. Akışkanların oluşturduğu sürtünme<br />

kuvveti üst sınıflarda incelenecektir.<br />

G<br />

F Kaldırma<br />

F Motor<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

F Sürtünme<br />

67


2. ÜNİTE<br />

‟Hüzünlü Ayrılık” hikâyemizde yatay banttaki İlayda direklerin<br />

periyodik bir şekilde geriye doğru gittiğini görmüştü. Direk<br />

aralıklarının eşit olduğunu bildiğimize göre İlayda’nın bindiği<br />

yatay bant düzgün hareket yapmaktadır. Dolayısıyla bu düzeneğe<br />

etkiyen bileşke kuvvet sıfırdır.<br />

68<br />

TARTIŞALIM<br />

Son zamanlarda heyecan verici sporlar gençler arasında<br />

gittikçe yaygınlaşmaktadır. Paraşütle atlamak veya azgın dalgalarla<br />

sörf yapmak bunlardan sadece birkaçıdır. Kendinizi bir<br />

paraşütçü olarak hayal ederek aşağıdaki soruları cevaplandırınız.<br />

­ Paraşütünüzle atladığınızda hangi kuvvetlerin etkisinde<br />

kalırsınız?<br />

­ Bu atlamada hızınızın sürekli artıp artmayacağını tartışınız.<br />

Aynı hızla, aynı doğrultuda, aynı yönde hareket eden iki<br />

kişinin birbirini duruyor, duran bir gözlemcinin ise her iki kişiyi<br />

de hareket hâlinde gördüğünü dokuzuncu sınıfta öğrenmiştiniz.<br />

‟Hüzünlü Ayrılık” adlı metinde de İlayda, yatay banta bindiğinde<br />

eşyalarını yanına bırakmış. Karya merdivenin girişinde olmasına<br />

rağmen İlayda onu kendisinden uzaklaşıyor gibi görmüştü. Bütün<br />

bu olayları ve öğrendiklerimizi dikkate alarak aşağıdaki tartışmayı<br />

yapalım.<br />

TARTIŞALIM<br />

Bir hareketli aynı anda farklı iki hıza sahip olabilir mi?<br />

Buradan hareketle de farklı hızlara sahip iki gözlemci bir cismin<br />

hareketini gözlerse iki farklı hız tanımlaması yapılabilir mi?<br />

Tartışınız.<br />

Bir hareketlinin farklı gözlemciler tarafından gözlenmesi<br />

durumunda farklı iki hızdan bahsedilebilir. Aynı hareketin farklı<br />

iki gözlemciye göre farklı algılanması bu iki gözlemcinin birbirine<br />

göre hareketine bağlıdır. Bir hareketlinin herhangi bir referans<br />

sistemindeki gözlemciye göre hareketine bağıl hareket, hızına da<br />

bağıl hız denir. O hâlde, yürüyen yatay yoldaki İlayda’nın yolun<br />

başındaki Karya’yı kendisinden uzaklaşıyor görmesinin nedeni<br />

bağıl harekettir.


Feraye<br />

TARTIŞALIM<br />

Resimdeki Feraye ve Beyza paraşütle aynı hızla alçalmakta,<br />

Ahmet aşağıda durarak ar ka daşlarını gözle mektedir.<br />

Buna göre du rum ları tartı şınız.<br />

Feraye, Beyza’nın hareketini nasıl görür?<br />

Beyza, Ahmet’in hareketini nasıl görür?<br />

Ahmet; Feraye ve Beyza’nın hareketini nasıl görür?<br />

Hareketliler aynı doğrultuda hareket ediyor olsun. Bu hareketler<br />

aynı yönlü olabileceği gibi zıt yönlü de olabilir. Aynı doğrultuda<br />

hareket eden Ali ve Bahar’ı düşünelim. Bu hareketlilerden<br />

Ali’nin Bahar’a göre hızı sorulsun. Hızı öğrenilmek istenen<br />

hareketli Ali’dir. Burada Ali gözlenen, Bahar ise gözlemcidir.<br />

Ali’nin Bahar’a göre hızı, bağıl hızdır ve → v AB şeklinde gösterilir.<br />

Hız vektörlerinin başlangıç noktaları aynı yapılmak şartıyla bağıl<br />

hız vektörü gözlemcinin hız vektörünün ucundan gözlenenin hız<br />

vektörünün ucuna doğru çizilen vektördür.<br />

→ vB<br />

v<br />

→ vA<br />

→ vAB<br />

v<br />

Yapılan çizimlerde de görülebileceği gibi bağıl hız vektörü<br />

gözlenene ait hız vektöründen gözlemciye ait hız vektörünün farkı<br />

olan vektördür. Dolayısıyla Ali’nin Bahar’a göre bağıl hızı;<br />

→ vAB = → v A ­ → v B şeklinde hesaplanır.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

Beyza<br />

v=0<br />

Ahmet<br />

→ vA : Gözlenene ait hız<br />

→ vB : Gözlemciye ait hız<br />

→ vAB : A gözleneninin B gözlemcisine göre hız<br />

→ vB<br />

→ vA<br />

→ vAB<br />

69


2. ÜNİTE<br />

70<br />

Örnek<br />

Söke Ovası’ndan kuzey ­ güney doğrultusundan geçen kara<br />

yolunda güney yönünde 120 km / h hızla bir taksi ve 80 km / h<br />

hızla bir yolcu otobüsü gitmektedir. Taksideki bir yolcu, otobüsü<br />

hangi yönde hangi hızla gidiyor görür?<br />

Çözüm<br />

Taksideki yolcu; gözlemci, otobüs ise<br />

gözlenen<br />

olur. Buna göre,<br />

→<br />

vOT = → v ­ O → vT v = v ­ v OT O T<br />

v = 80 ­ 120<br />

OT<br />

v = ­ 40 km/h<br />

OT<br />

O hâlde otobüs, taksiye göre kuzeye<br />

40 km/h hızla gitmektedir.<br />

Hüzünlü ayrılık hikâyesinde İlayda’nın yürüyen yatay bantlı<br />

yolda iken gözü yanında duran genç bir kıza takılır. Kızın elinde<br />

son çıkan romanlardan biri vardır. Okumayı çok seven İlayda<br />

kitaba bir süre baktıktan sonra geriye dönerek Karya’ya bakmıştı.<br />

Öğrendiklerimizden sonra hikâyedeki kahramanların birbirine<br />

göre durumlarını inceleyelim.<br />

İlayda ile genç kız yürüyen yatay bantta aynı<br />

→ vi<br />

→ vi<br />

Kuzey<br />

→<br />

v T<br />

Güney<br />

→ vKi<br />

→ vK<br />

→ vg<br />

→ vO<br />

→ vOT<br />

hıza sahiptirler. Dolayısıyla;<br />

→<br />

vi : İlayda’nın hızı (Gözleyen)<br />

→<br />

vg : Genç kızın hızı (Gözlenen)<br />

→<br />

vgi : Genç kızın İlayda’ya göre hızı (Bağıl hız)<br />

→<br />

vk : Karyaʼnın hızı (Gözlenen)<br />

→<br />

vki : Karyaʼnın İlaydaʼya göre hızı (Bağıl hız)<br />

Buna göre<br />

→<br />

vgi = → v ­ g → vi v = v ­ v gi g i<br />

v = 0 olur. Bu durumda İlayda, genç kızı<br />

gi<br />

duruyor görür.<br />

İlayda yürüyen yatay bantta Karya ise yolun<br />

girişinde durmaktadır. İlayda dönerek Karya’ya<br />

baktığından, İlayda gözlemci, Karya gözlenen<br />

olur. Dolayısıyla,<br />

→ v = ki → v ­ k → vi v ki = v k ­ v i<br />

v ki = 0 ­ v i<br />

v ki = ­v i olur. Bu durumda İlayda, Karya’yı<br />

geriye doğru uzaklaşıyor görür.


‟Hüzünlü Ayrılık” adlı metindeki olayı biraz daha karmaşık<br />

hâle getirerek çözmeye çalışalım. Şayet İlayda’nın yanında duran<br />

kız yatay bantta yürümeye başlasaydı İlayda onu yine duruyor<br />

görebilir miydi? Yatay bantın girişinde duran Karya, İlayda ve<br />

genç kızı nasıl görürdü? Bu sorulara cevap arayalım.<br />

İlayda, yatay bantta durduğundan yolun hızı kadar bir hızla<br />

hareket eder. Genç kız yolun hareket yönünde yürüdüğünden<br />

yolun hızından daha büyük bir hızla hareket eder ( → v b + → v y ). Buna<br />

göre,<br />

İlayda aynı yolda olmalarına rağmen genç kızı,<br />

İlayda yatay banta çıktığında Karya yolun girişinde duruyordu.<br />

Şayet Karya ve İlayda yatay banta çıktıktan sonra yatay banttan<br />

şekildeki gibi birbirlerine dik doğrultuda uzaklaşsalardı ne olurdu?<br />

Bu soruya öğrendiklerimizden hareketle cevap arayalım. İlayda<br />

gözlemci Karya gözlenen olduğuna göre<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

→<br />

vb : Bantlı yolun hareket hızı<br />

→<br />

vy : Genç kızın yere göre yürüme hızı<br />

→<br />

vg : Genç kızın yere göre hızı<br />

→<br />

vi : İlayda’nın yere göre hızı<br />

→<br />

vgi : Genç kızın İlayda’ya göre hızı<br />

Olmak üzere İlayda genç kızı → v hızı ile<br />

gi<br />

uzaklaşıyor görür.<br />

→vK<br />

: Karya’nın yere göre hızı<br />

→<br />

vi : İlayda’nın yere göre hızı<br />

→<br />

vKi : Karya’nın İlayda’ya<br />

göre hızı<br />

→ vg : Genç kızın hızı<br />

→ vgk : Genç kızın Karya’ya<br />

göre hızı olmak üzere<br />

Karya ise İlayda ve genç<br />

kızı aynı yönde → v gk > → v ik olacak şekilde uzaklaşıyor görür.<br />

→ vi<br />

→ vki<br />

→ vgi<br />

→ vi<br />

v K = 0<br />

→ vg<br />

→ vi<br />

→ vKi<br />

→ vgk<br />

v K = 0<br />

→ vK<br />

→ vg<br />

bağıl hız İlayda’nın hızının bitiminden<br />

Karya’nın hızının bitimine doğru çizilen<br />

vektördür.<br />

Bu durumda İlayda Karya’yı → v ki hızı<br />

ile hareket ediyor görürdü.<br />

71


2. ÜNİTE<br />

72<br />

Eceabat<br />

100 m<br />

Örnek<br />

Maksimum hızı 8 m/s<br />

olan bir kayık; akıntı hızı<br />

6 m/s, genişliği 1000 m<br />

olan boğazın kıyısındaki<br />

Çanakkale’den Eceabat’a<br />

gitmek istiyor. Kayık a kıntıya<br />

dik olarak bo ğaza<br />

açılır.<br />

a) Çanakkale iskelesinde duran bir yolcu, kayığı hangi hızla<br />

hareket ediyor görür?<br />

b) Kayık karşı kıyıya kaç s’de geçer?<br />

c) Kayıktaki yolcu karşı kıyıya ulaştığında Eceabat’a gitmek<br />

için kaç metre yürümek zorunda kalır?<br />

Çözüm<br />

a) Boğaza açılan kayık, motorunun ve akıntının toplamı olan<br />

hızla hareket eder. Buna göre kayığın hareket hızı,<br />

v K = 8m/s<br />

→ vK<br />

Çanakkale<br />

Eceabat Çıkış Yeri<br />

Çanakkale<br />

V<br />

→ vA<br />

v A = 6m/s<br />

2 2<br />

v= √v + vK<br />

A<br />

v= √82 +62 v= 10 m / s olur.<br />

Çanakkale is ke ­<br />

le sinde duran gözlem<br />

ci, kayığı bu hızla<br />

hareket ediyor görür.<br />

Buna göre kayık karşı kıyıya Eceabat’tan çıkamaz. Bunun<br />

nedeni akıntıdır.<br />

b) Kayığın → v K hızıyla Çanakkale ­ Eceabat arasını, → v A hızıyla<br />

Eceabat ­ çıkış yeri arasını, v hızıyla da Çanakkale ­ çıkış yeri<br />

arasını alma zamanları eşittir. Bu nedenle karşı kıyıya geçme<br />

zamanı<br />

t = d / v k ’den,<br />

t = 1000 / 8<br />

t = 125 s olur.<br />

c) Kayığın Eceabat’ın sağına çıkmasının nedeni akıntı<br />

olduğundan;<br />

x = v A t’den<br />

Eceabat ­ çıkış yeri = 6 . 125 = 750 m olur.<br />

→ vA


B<br />

Örnek<br />

K<br />

G<br />

Kuzeyden güneye doğru<br />

rüzgârın 100km/h hızla<br />

estiği bir havada, ha va ya<br />

göre hızı 260km/h olan bir<br />

uçak İstanbul’dan Samsun’a<br />

gitmek istiyor.<br />

a) Uçağın doğu­batı doğrultusunda yer alan İstanbul­<br />

Samsun arasını en kısa yoldan alması için hangi doğrultuda bir<br />

rota belirlemesi gerekir?<br />

b) Yaklaşık 720 km olan bu mesafeyi uçak kaç saatte alır<br />

(Uçağın kalkışından inişine kadar aynı hızla hareket ettiğini<br />

kabul ediniz.)?<br />

c) Samsun’dan İstanbul’a 50 km/h hızla gitmekte olan<br />

otobüs ile uçağın hareket doğrultularının kısa bir süre için aynı<br />

olduğunu varsayalım. Bu durumda otobüsteki bir yolcu, uçağı<br />

nasıl hareket ediyor görür?<br />

K<br />

Çözüm<br />

v = 100km/h<br />

U a) Şekilde görüldüğü gibi,<br />

vY uçağın İstanbul­Sam sun arasını<br />

en kısa mesafede kat<br />

B<br />

α<br />

D etmesi için uçağın, havaya<br />

vX göre hızının rüzgâr doğrultusundaki<br />

bile şeni v hızını 0<br />

R<br />

yapmalıdır. Bunun için uça­<br />

G<br />

ğın havaya göre hızının yatay<br />

bileşeni kuzeye 60 km/h<br />

olacak şekilde uçak rota tutmalıdır.<br />

v = v = 100 km / h olmalıdır. Pisagor Teoremiʼnden;<br />

y R<br />

2 2 2<br />

v = vx + vy<br />

R<br />

v R = 60km/h<br />

İstanbul<br />

D<br />

Samsun<br />

2602 2 2 2 = v + 100 => v = 57600<br />

x<br />

X<br />

v = 240 km / h olur.<br />

x<br />

tanα = v / v y x<br />

tanα = 100 / 240<br />

tanα = 5 / 12 => α ≅ 23°<br />

Buna göre, uçak doğu – batı doğrultusunda hareket<br />

edebilmek için batı ­ doğu doğrultusundan kuzeye yaklaşık 23°<br />

açıyla rota tutmalıdır.<br />

b) Uçak batı – doğu doğrultusunda v x = 240 km/h hızla<br />

düzgün doğrusal hareket yapacağından,<br />

t = x / v x ’den t = 720 / 240 => t = 72 / 24 => t=3 saat olur.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

73


2. ÜNİTE<br />

74<br />

c) Uçağın havaya göre hızının batı – doğu doğrultusundaki<br />

bileşeni v , aynı zamanda uçağın bileşke hızıdır. Diğer taraftan<br />

x<br />

v = v idi. Bu nedenle uçağın ve otobüsün hızları aşağıdaki gibi<br />

U x<br />

olur.<br />

Batı<br />

→<br />

vUO = → v ­ U → vO v = v + v UO x o<br />

v = 240 + 50<br />

UO<br />

v = 290 km/h olur. Buna göre otobüsteki yolcu, uçağın 290<br />

UO<br />

km/h’lik hızla kendisinden uzaklaştığını görür.<br />

Örnek<br />

→ vo<br />

100m<br />

Rafting yapan iki sporcu 8 m/s’lik hızla akan nehre düşer.<br />

Kurtarma helikopterinin attığı can simitlerinden biri sporcuların<br />

100 m önüne diğeri de 100 m arkasına düşer. Sporculardan her<br />

biri, bir cankurtaran simidine doğru yüzmeye başlar. Sporcular<br />

suya göre 12 m/s’lik hızla yüzebildiklerine göre hangi sporcunun<br />

kurtulma ihtimali daha fazladır?<br />

Çözüm<br />

Sporculardan her birinin cankurtaran simidine ulaşma<br />

süresini hesaplayalım.<br />

100m<br />

v S = v K +v N<br />

v S = 20m/s<br />

→ vuo<br />

Nehrin akış yönünde yüzen sporcu için<br />

1. yol<br />

Şekilde görüldüğü gibi x = x + 100 olur.<br />

s c<br />

v . t = . vc t + 100<br />

s<br />

20.t = 8 . t + 100<br />

12t = 100<br />

t = 25 / 3 = 8,3 ­<br />

x S<br />

→ vx<br />

v C = 8m/s<br />

100m<br />

x C<br />

Doğu<br />

v A = 8m/s


2. yol<br />

Sporcunun nehre göre hızı,<br />

v = 12 m / s idi. Bu<br />

SN<br />

100m<br />

durumda cankurtaran<br />

simidi hareketsiz kabul<br />

v = 12m/s<br />

SN<br />

edilir.<br />

t = x / v den<br />

c SN<br />

t = 100 / 12<br />

t = 25 / 3 s olur.<br />

Nehrin akış yönüne zıt yönde yüzen sporcu için<br />

1. yol<br />

Şekilde de görüldüğü gibi<br />

100 = x + x olur.<br />

c s<br />

100 = v . t + . vs t<br />

c<br />

100 = 8t + 4t<br />

12t = 100 => t = 100 / 12 => t = 25 / 3 s olur.<br />

2. yol<br />

x C<br />

v c = 8m/s<br />

100m<br />

→<br />

v SN<br />

100 m<br />

v = v ­ v S K N<br />

v = 12 ­ 8<br />

S<br />

v = 4m/s<br />

S<br />

Sporcunun nehre göre hızı<br />

v SN = 12 m/s idi.<br />

Bu durumda cankurtaran simidi hareketsizdir.<br />

t = x c / v s den => t = 100 / 12 => t = 25 / 3 s olur.<br />

Yapılan işlemlerde de görüldüğü gibi sporcuların can<br />

simitlerine ulaşma süreleri eşittir. Dolayısıyla her iki sporcunun<br />

da kurtulma şansı aynıdır.<br />

x S<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

75


2. ÜNİTE<br />

76<br />

Örnek<br />

25 m/s’lik hızla hareket eden 3 m uzunluğundaki otomobil,<br />

20m/s’lik hızla hareket eden 12 m uzunluğundaki tırı kaç<br />

saniyede geçer?<br />

Çözüm<br />

Otomobilin, tırı geçmesi için önce onu yakalaması gerekir.<br />

Otomobilin ön kısmı tırın arkasına geldiği an bu durum<br />

gerçekleşir. Otomobilin tırı geçmesi içinde arkasının tırın önüne<br />

gelmesi gerekir. Bu durumu gösteren bir şekil çizerek otomobilin<br />

tıra göre hızını bulalım.<br />

v O =25m/s<br />

v T =20m/s<br />

15m<br />

v T =20m/s<br />

v O =25m/s<br />

v =v ­v OT O T v=x/t’den<br />

v =25­20 OT t=x/v olur. Bulunanları yerine yazalım.<br />

v =5m/s OT t=15/5<br />

t=3s olur.<br />

İLAYDA YARIYIL TATİLİNDE<br />

İlayda ile babası yarıyıl tatilinde babasının ona verdiği söz<br />

üzerine snowboard (sınovbort, kar kayağı) yarışlarını izlemeye<br />

giderler. İlayda, muhteşem bir tesisle karşılaşır. Yarışları televiz


yondan izlemekle burada bulunmak çok farklıdır. Nihayet<br />

yarışlar başlar. İlk sporcu startını alır. Eğimli parkurda müthiş<br />

bir şekilde hızlanır. Parkurun yatay yerine gelince, uçağın<br />

havadaki hareketine benzer şekilde akarak İlayda ve babasının<br />

önlerinden geçer. Sonra hafif bir eğimle yükselen bölüme giren<br />

sporcunun hızı azalarak yükselmeye başlar ve boşluğa fırlar.<br />

Sporcu hâlâ yükselmektedir. Bir an yükselmesi durur gibi olur ve<br />

sonra alçalmaya başlar. Sporcu tekrar hızlanır. Nihayet İlayda ve<br />

babasından bir hayli uzakta karların üzerindedir. İlayda babasına<br />

neşe ile sarılır ve teşekkür eder.<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Dokuzuncu sınıfta Newton’un II. Hareket Yasasıʼnı görmüş ve<br />

bunu ‟Bir kuvvetin etkisinde kalan cisim ivme kazanır.” şeklinde<br />

ifade etmiştiniz. Ayrıca kuvvet ile ivme arasında sabit bir oran<br />

olduğunu, bu oranın kütleyi verdiğini söylemiş ve bu ilişkiyi F/a<br />

= m şeklinde göstermiştiniz. Bu eşitliği yorumlayacak olursak<br />

kuvvet varsa kuvvetle aynı yönde bir ivme, ivme varsa bu ivme ile<br />

aynı yönde bir kuvvet vardır denir.<br />

Bu bilgileri dikkate alarak snowboardcunun yaptığı hareketlerin<br />

nasıl hareketler olacağını etkinlikle araştıralım (Sporcunun<br />

hareketleri incelenirken sürtünmeler ihmal edilecektir.).<br />

TARTIŞALIM<br />

1. Eğimli parkurda alçalmakta<br />

olan snowboardcunun toplam<br />

kuvvetin etkisinde ka lıp kalamayacağını<br />

ve hızı nın değişip değişmeceğini<br />

tartışınız.<br />

2. Düz bir parkurda hareket<br />

eden snowboardcunun toplam<br />

kuvvetin etkisinde kalıp kalamayacağını<br />

ve hızının değişip değişmeceğini tartışınız.<br />

3. Eğilimli parkurda yükselmekte olan snowboardcunun toplam<br />

kuvvetin etkisinde kalıp kalamayacağını ve hızının değişip<br />

değişmeceğini tartışınız.<br />

Yarış parkurundaki snowboardcu ağırlığının ve yerden gelen<br />

tepki kuvvetinin etkisindedir. Bu kuvvetleri çizerek sporcunun<br />

yaptığı hareketi inceleyelim ve yapılan hareketlerin nedenlerini<br />

izah edelim. Ağırlığı, eğimli bölümlerde parkura dik ve parkur<br />

doğrultusunda bileşenlerine ayıralım.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

77


2. ÜNİTE<br />

78<br />

mgcosθ<br />

θ<br />

mg<br />

N<br />

v 0 = 0<br />

mgsinθ<br />

Sporcunun ağırlığının parkura dik bileşeni tepki kuvveti ile<br />

dengelenir. Dolayısıyla sporcu parkurda paralel bir bileşke kuvvetin<br />

etkisinde kalır. Bu kuvvetin etkisinde sporcu inişte sürekli hızlanır.<br />

Çıkışta ise yavaşlar. Sporcuya yatay yolda etkiyen bileşke kuvvet<br />

sıfırdır. Bu nedenle Newton’un I. Yasası gereği düzgün doğrusal<br />

hareket yapar. İlayda, sporcuyu bu nedenle önünden geçerken<br />

akarak hareket ediyormuş gibi görmüştür.<br />

Günlük yaşamımızda benzer durumlara rastlarız. Örneğin<br />

yandaki resimdeki gibi yokuş aşağı bisikletle giden bisikletçinin<br />

giderek hızlanması, yokuş yukarı vurulan futbol topunun giderek<br />

yavaşlaması veya elden düşerek yokuş aşağı yuvarlanan<br />

elmanın gittikçe hızlanması snowboardcunun hareketine benzer<br />

hareketlerdir.<br />

Snowboardcunun yaptığı bu hareketlerin v ­ t grafiklerini çizilip<br />

çizilemeyeceğini hiç düşündünüz mü?<br />

Dokuzuncu sınıfta öğrendiğiniz m = F / a eşitliğini yukarıda<br />

yorumlamıştık. Ayrıca dokuzuncu sınıfta birim zamandaki hız<br />

değişimine ivme dendiğini ve bunun → a = ∆ → v / ∆t şeklinde ifade<br />

edildiğini görmüştünüz.<br />

Bu bilgilerimiz ışığında, snowboardcunun iniş parkurundaki<br />

hareketinin v ­ t ve a ­ t grafiklerini etkinlik yaparak çizelim.<br />

5. Etkinlik<br />

N<br />

mg<br />

mgsinα<br />

Snowboardcunun İniş<br />

Hareketinin Grafikleri<br />

mgcosα<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Parkurun yatay ile yaptığı açıyı 45° alınız.<br />

2. a = F / m ve a =(v 2 -v 1 ) / (t 2 ­ t 1 ) eşitliklerini kullanarak 2, 4, 6<br />

ve 8. saniyelerdeki hızları hesaplayınız. Defterinize aşağıdakine<br />

benzer bir çizelge oluşturarak elde ettiğiniz sonuçları yazınız.<br />

(g = 10 m/s 2 alınız.)<br />

Zaman (s) 0 2 4 6 8<br />

Hız (m / s)<br />

3. Yukarıda oluşturduğunuz çizelgeden hareketle v ­ t grafiğini<br />

çiziniz.<br />

4. Yukarıda bulduğunuz ivme değerlerinden hareketle a ­ t<br />

grafiğini çiziniz.<br />

→ v1<br />

N<br />

mg<br />

α<br />

→ v2


v(m/s)<br />

t(s)<br />

a(m/s 2 )<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Çizelgedeki veriler arasında bir ilişki var mıdır? Eğer var<br />

ise bu ilişkiyi nasıl açıklarsınız?<br />

2. v ­ t ve a ­ t grafiklerine bakarak cismin hareketi için ne<br />

söyleyebiliriz?<br />

Bir hareketlinin hızı eşit zaman aralıklarında eşit miktarlarda<br />

artıyorsa yapılan hareket düzgün hızlanan hareket olarak<br />

isimlendirilir. Bu esnada herhangi t anındaki hızı ise anlık hız<br />

olarak nitelendirilir.<br />

Düzgün hızlanan hareketin v ­ t ve a ­ t grafikleri ise aşağıdaki<br />

gibi olmalıdır. Şayet etkinlikte farklı şekiller elde edilmiş ise bu<br />

durum hesaplama veya çizim hatalarından kaynaklanmaktadır.<br />

v<br />

t<br />

Grafikler yorumlanacak olursa düzgün hızlanan hareketin v ­ t<br />

grafiğinin artan bir doğru, a ­ t grafiğinin zaman eksenine paralel<br />

ve eksenin üstünde bir doğru olduğu söylenir.<br />

Snowboardcu 8 s hızlandıktan sonra yatay parkura inmiş<br />

olsun. Bu parkurda 2 s hareket ettikten sonra yükselme parkuruna<br />

geçsin. Yatay parkurdaki hareketin düzgün doğrusal hareket<br />

olduğunu söylemiştik. Bu bilgilerimiz ışığında, snowboardcunun<br />

çıkış parkurundaki hareketinin v ­ t ve a ­ t grafiklerini etkinlik<br />

yaparak çizelim.<br />

a<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

t(s)<br />

t<br />

79


2. ÜNİTE<br />

80<br />

6. Etkinlik<br />

Snowboardcunun Çıkış<br />

Hareketinin Grafikleri<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Parkurun yatay ile yaptığı açıyı 45° alınız.<br />

2. a = F / m ve a =(v 2 -v 1 ) / (t 2 ­ t 1 ) eşitliklerini kullanarak 12<br />

ve 14. saniyelerdeki hızları hesaplayınız. Defterinize aşağıdakine<br />

benzer bir çizelge oluşturarak elde ettiğiniz sonuçları yazınız.<br />

Zaman (s)<br />

Hız (m/s)<br />

10 12 14<br />

3. Yukarıda oluşturduğunuz çizelgeden hareketle v ­ t grafiğini<br />

çiziniz (10. saniyeyi 0. saniye olarak alınız.).<br />

4. Yukarıda bulduğunuz ivme değerinden hareketle a ­ t<br />

grafiğini çiziniz (10. saniyeyi 0. saniye olarak alınız. g = 10 m/s 2<br />

alınız.).<br />

v(m/s 2 )<br />

t(s)<br />

a(m/s 2 )<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Oluşturduğunuz çizelgedeki veriler arasında bir ilişki var<br />

mıdır? Eğer var ise bu ilişkiyi nasıl açıklarsınız?<br />

2. v ­ t ve a ­ t grafiklerini nasıl yorumlarsınız?<br />

Bir hareketlinin hızı eşit zaman aralıklarında eşit miktarlarda<br />

azalıyorsa yapılan hareket düzgün yavaşlayan hareket olarak<br />

isimlendirilir.<br />

Düzgün yavaşlayan hareketin v ­ t ve a ­ t grafikleri ise aşağıdaki<br />

gibi olmalıdır. Şayet etkinlikte farklı şekiller elde edilmiş ise<br />

bu durum hesaplama veya çizim hatalarından kaynaklanmaktadır.<br />

v<br />

0<br />

v<br />

t<br />

­a<br />

0<br />

a<br />

t(s)<br />

t


Grafikler yorumlanacak olursa düzgün yavaşlayan hareketin<br />

v ­ t grafiğinin azalan bir doğru, a ­ t grafiğinin zaman eksenine<br />

paralel ve altında bir doğru olduğu söylenir.<br />

Buraya öğrendiklerimizden yararlanarak düzgün hızlanan ve<br />

düzgün yavaşlayan hareketin hareket eşitliklerini elde edelim.<br />

v2 − v1<br />

a = eşitliğindeki v (ilk hız) yerine v , v (herhangi<br />

t2 − t<br />

1 0 2<br />

1<br />

bir t anındaki hız) yerine v, t başlangıç anını 0 ve t ’yi de t ile<br />

1 2<br />

gösterecek olursak,<br />

a<br />

v−v t<br />

0<br />

= => v ­ v = a t => v = v + a t eşitliği elde edilir.<br />

0 0<br />

Bu eşitliğin grafiğini çizelim.<br />

v ­ t grafiği yükselen bir doğru<br />

hız<br />

olup bu durumlarda matematiksel<br />

v<br />

olarak,<br />

v 0<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

v + v<br />

ortalama değeri verilir.<br />

0<br />

2<br />

Dolayısıyla,<br />

v<br />

or<br />

v0+ v<br />

=<br />

2<br />

yazılır.<br />

Ortalama değer değişen değerleri sabit değere dönüş türmektedir.<br />

Buna göre değişen hareketteki hesaplanan ortalama<br />

hız, düzgün hareketin sabit hızı olur.<br />

Buna göre,<br />

∆x = v or .t de v or ʼyı yerine yazalım.<br />

v0+ v 1<br />

∆x = t => ∆x = v + vt<br />

2<br />

2 0 ( ) olur.<br />

Eşitlikte v yerine v = v 0 + a.t yazalım.<br />

1<br />

1<br />

∆x= ( v0 + v 0 + att ) den ∆x= v0 t+ at<br />

2 2<br />

2<br />

olur.<br />

∆x = x ­ x olduğunu biliyoruz. Şayet hareketli orijinden<br />

0<br />

harekete başlamışsa x = 0 olduğundan bu durumda,<br />

0<br />

1 2<br />

x = v 0t1+ at1<br />

2<br />

olur.<br />

Şayet hareketli orjinden harekete başlamamışsa,<br />

1 2<br />

x= x0 + v0t1+<br />

at1<br />

olur.<br />

2<br />

v = v + a.t eşitliğinden;<br />

0<br />

t =<br />

a<br />

− v v0 olur.<br />

t<br />

zaman<br />

81


2. ÜNİTE<br />

Bunu yukarıdaki eşitlikte yerine yazalım.<br />

82<br />

a<br />

v−v0 1 v−v0 2<br />

x = v0( ) + a(<br />

) olur.<br />

a 2 a<br />

Eşitliğin her iki tarafı 2a ile çarpalım,<br />

2 2 2<br />

2ax = 2v v – 2v + v – 2v0v + v 0 0<br />

0<br />

v2 2 = v + 2ax olur. Bu eşitlik zamansız hız eşitliğidir.<br />

0<br />

Şimdi çizilen a­t ve v­t grafiklerinin alanlarını hesaplayalım.<br />

v<br />

v 0<br />

ivme<br />

hız<br />

A = t<br />

+ v0v olur.<br />

2<br />

v + v<br />

yerine vor yazılırsa;<br />

0<br />

2<br />

A<br />

A<br />

A=v or t olur.<br />

∆x = v or t olduğu bilindiğine göre;<br />

A = t<br />

+ v0v = ∆x olur.<br />

2<br />

t<br />

t<br />

zaman<br />

zaman<br />

A = a t olur. v = a t olduğu<br />

bilindiğine göre;<br />

A = a t = v olur.<br />

Bu sonuca göre doğru üzerindeki<br />

hareketlere a­t grafiği<br />

ile t ekse ninin sınırladığı alanlardan<br />

t ek se ninin üstündeki<br />

alanın işareti ‟+” altındaki alanın<br />

işareti ‟­” alınmak şartı ile alanların<br />

cebirsel toplamı hız değişimini<br />

verir.<br />

Bu sonuca göre doğru üzerindeki hareketlerde v ­ t grafiği<br />

ile t ekseninin sınırladığı alanlardan t ekseninin üstündeki alanın<br />

işareti ‟+” altındaki alanın işareti ‟­” alınmak şartı ile alanların<br />

cebirsel toplamı konumdaki değişimi verir.


Örnek<br />

Trabzon­Samsun devlet kara yolunun bir kısmı onarım<br />

nedeniyle tek şeride indirilmiştir. Bu şeritte sıra ile 45 m/s ve<br />

30 m/s’lik hızlarla seyreden 2000 kg ve 3000 kg’lık iki araç<br />

birbirlerini 250 m’lik mesafede gördükleri an frene basarlar.<br />

Lastik sürtünme kat sayısı 0,75 olduğuna göre, bu iki araç<br />

çarpışır mı (g=10 m/s 2 )?<br />

→ F1<br />

→ N1 → N1 = ­ → G 1<br />

G 1 = m 1 g<br />

v 1 =45m/s<br />

Çözüm:<br />

Fren yapan araçlara etkiyen sürtünme kuvvetlerini he saplayalım.<br />

Verilenleri F s = kN eşitliğinde yerine yazalım.<br />

F 1 = 0,75 . 20000 F 2 = 0,75 . 30000<br />

F 1 = 15000 N F 2 = 22500 N<br />

Bu kuvvetin araçlara kazandırdığı ivmeyi hesaplayalım.<br />

Verilen ve bulunan değerleri a = F / m eşitliğinde yerine<br />

yazalım.<br />

a 1 = 15000 / 2000 a 2 = 22500 / 3000<br />

a 1 = 7,5 m/s 2 a 2 = 7,5 m/s 2<br />

Bu ivmelerle, düzgün yavaşlayan araçların duruncaya kadar<br />

alacakları yolları bulalım.<br />

2 Verilen ve bulunan değerleri v = v – 2ax denkleminde<br />

2 0<br />

yerine yazalım.<br />

0 = 45 2 – 2 . 7,5 . x 1 0 = 30 2 – 2 . 7,5 . x 2<br />

x 1 = 135 m x 2 = 60 m olur.<br />

Alınan toplam yol 195 m’dir. Bu mesafe 250 m’den küçük<br />

olduğu için araçlar çarpışmadan durur.<br />

Düzgün hızlanan hareketin x ­ t grafiğinin nasıl bir şekle sahip<br />

olacağını bu grafiklere çizilen teğet ve kesenlerin eğimlerinin bir<br />

anlam ifade edip etmeyeceğini hiç düşündünüz mü? Bunu bir<br />

etkinlikle görelim.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

→ N2 = ­ → G 2<br />

v 2 =30m/s<br />

→ N2<br />

G 2 = m 2 g<br />

→ F2<br />

83


2. ÜNİTE<br />

84<br />

7. Etkinlik Konum-Zaman Grafiği<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Süreölçer<br />

● Telem şerit<br />

● Cetvel<br />

● Alçak gerilim güç<br />

kaynağı<br />

● Masa kıskacı<br />

● Bağlantı kabloları<br />

● Karbon kâğıdı<br />

diski<br />

● 10 g’lık kütle<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Telem şeridin ucuna 10 g’lık kütleyi bağlayınız. Telem şeridi<br />

zaman ölçerden geçirerek fotoğraftaki düzeneği kurunuz.<br />

2. 10 g’lık kütleyi serbest bıraktığınız an süreölçeri çalıştırınız.<br />

3. Telem şerit üzerindeki işaretlerin ilk işarete uzaklığını cetvelle<br />

ölçünüz. Defterinize aşağıdaki çizelgeye benzer bir çizelge<br />

oluşturarak ölçtüğünüz değerleri yazınız.<br />

Zaman (s)<br />

Uzaklık (cm)<br />

1 2 3 4<br />

4. Çizilecek x ­ t grafiğinin şeklini tartışınız.<br />

5. Çizelgeden yararlanarak x ­ t grafiğini çiziniz.<br />

6. Çizdiğiniz x­ t grafiğine bir kesen doğru ve bir de teğet<br />

çiziniz.<br />

x 2<br />

x 1<br />

konum<br />

t 1<br />

α<br />

eğim = tanα =<br />

t 2<br />

x -x<br />

t -t<br />

2 1<br />

2 1<br />

zaman<br />

x 2<br />

x 1<br />

konum<br />

eğim = tanα =<br />

t 1<br />

α<br />

t 2<br />

x -x<br />

t -t<br />

2 1<br />

2 1<br />

zaman


7. Çizilen bu doğruların eğimlerinin bir anlam ifade edip<br />

etmeyeceği hakkında öngörüde bulununuz.<br />

8. Çizilen doğruların eğimlerini hesaplayınız.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Çizelgedeki zaman değerleri ile başlangıç noktasına olan<br />

uzaklık değerleri arasındaki ilişkiyi nasıl açıklarsınız?<br />

2. Çizmiş olduğunuz x ­ t grafiğinin şeklini nasıl yorum larsınız?<br />

3. x ­ t grafiklerine çizilen kesen doğru ve teğetin hesaplanan<br />

eğimi fiziksel olarak bir anlam ifade etmekte midir? Açıklayınız.<br />

4. x ­ t grafiğini kesen doğrunun eğiminin belirli bir aralıktan<br />

hesaplanması sizce bir anlam ifade eder mi? Açıklayınız.<br />

Düzgün hızlanan hareketin x ­ t ilişkisini<br />

1 2<br />

x= x0 + v0t+<br />

at olarak kurmuştuk. Bu değişkenlerin<br />

2<br />

gra fi ğinin parabol şeklinde olduğunu biliyoruz. Öyleyse grafik<br />

şekildeki gibi olur.<br />

konum<br />

x(m)<br />

zaman<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

t(s)<br />

Grafik çizelim etkinliğin<br />

deki x ­ t grafiği yandaki<br />

grafikten farklıysa bu ölçüm<br />

hatalarından kaynaklanır.<br />

85


2. ÜNİTE<br />

86<br />

PROBLEM ÇÖZELİM<br />

Problem Durumu<br />

Karya okula tramvayla gidip gelmektedir. Öğretmeni<br />

Karya’dan tramvayın maksimum hıza ulaşıncaya kadar geçen<br />

zaman aralığındaki ortalama hızını belirlemesini ister. Ona<br />

yardımcı olmak için de yol kenarındaki elektrik direklerinin<br />

aralığının 75 m olduğunu söyler.<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Bu problemde aşağıdaki değişkenleri belirleyiniz.<br />

Bağımlı değişken ...…………………………………………...<br />

Bağımsız değişken ..…………………………………………<br />

Kontrol edilen değişken ……………………………………...<br />

2. Bu değişkenleri ölçerken hangi sonuçları nasıl kullanacağınızı<br />

yazınız.<br />

……………………………………………………………………<br />

………………………………………………………………………<br />

………………………………………………………………………<br />

……………………………………………………………………......<br />

3. Bu değişkenleri kullanarak problemleri nasıl çözeceğinizi<br />

ayrıntılı olarak yazınız.<br />

……………………………………………………………………<br />

………………………………………………………………………<br />

………………………………………………………………………<br />

……………………………………………………………………......<br />

Hareket ivmeli ise doğruların eğimi olarak bulunan ∆x / ∆t<br />

oranının ortalama hız olduğunu biliyoruz. Kesen doğrunun<br />

eğimi belirli bir aralıkta, teğetin eğimi ise belirli bir zamanda<br />

hesaplanmıştır. Bu nedenle kesen doğrunun eğimi ortalama hızı<br />

teğetin eğimi ani hızı verir.<br />

v ­ t grafikleri düzgün değişen doğrusal harekete ait olsalardı<br />

kesen doğru ve teğet her aralıkta çakışırdı. Bu durumda hızın<br />

ortalama ve ani değerleri eşit olur diyebiliriz.


50<br />

30<br />

Örnek<br />

v ­ t grafiği şekildeki gibi<br />

olan kayak sporcusunun ilk<br />

25 s’deki ortalama hızı kaç<br />

m/s’dir?<br />

t(s)<br />

Çözüm<br />

v ­ t grafiği ile t ekseninin<br />

20 25 30<br />

sınırladığı alanların cebirsel<br />

toplamı ∆x’i verdiğinden<br />

önce 0 ­ 25 arasındaki ∆x’i bulalım.<br />

∆x = 50 . 20 / 2 + 50 . 5<br />

∆x = 750 m olur. Bulunan değerleri v or = ∆x / ∆t de yerine<br />

yazalım.<br />

v or = 750 / 25<br />

v or = 30 m/s olur.<br />

6<br />

0<br />

v(m/s)<br />

Örnek<br />

a(m/s 2 )<br />

­4<br />

a(m/s 2 )<br />

6<br />

0<br />

­4<br />

+<br />

+<br />

20<br />

20<br />

­<br />

­<br />

t<br />

t<br />

t(s)<br />

t(s)<br />

Başlangıçta durmakta<br />

olan bir aracın a ­ t grafiği<br />

şekildeki gibidir. Araç, frene<br />

bastıktan kaç saniye sonra<br />

tekrar durur?<br />

Çözüm<br />

a ­ t grafiği ile zaman ekseninin<br />

sınırladığı alan ların<br />

cebirsel toplamının hız daki<br />

değişme miktarını ver diğini<br />

biliyoruz. Buna göre;<br />

v t – v 0 = 6 . 20 – 4 . (t ­ 20)<br />

yazılır. Araç durunca son<br />

hızı da 0 olduğundan,<br />

0 = 120 – 4t + 80<br />

t = 50 s olur.<br />

a­t grafiğine göre frene 20. saniyede basılmıştır. Dolayısıyla<br />

frene basıldıktan sonra geçen zaman;<br />

t = 50 – 20 = 30 s bulunur.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

87


2. ÜNİTE<br />

88<br />

Pekiştirelim<br />

Şimdiye kadar anlatılanlardan hareketle aşağıdaki çizelgede<br />

verilen cisimlerin iki tanesinin hareket durumu yazılmıştır.Defterinize<br />

aşağıdakine benzer bir çizelge oluşturarak diğer cisimlerin<br />

hareket durumunu yazınız (Sürtünmeleri ihmal ediniz.).<br />

a ≠ 0<br />

Cismin durumu Yaptığı hareket<br />

Defterinizdeki çizelgeyi doldurduğunuzda aşağıdaki sonuçlara<br />

ulaşmanız beklenir.<br />

1. Hareketin yönünü hız vektörü belirler. Diğer bir ifadeyle<br />

hızın işaretinin ‟+” olduğu zaman aralıklarında hareket eksen<br />

yönünde; ‟­” olduğu zaman aralıklarında ise hareket eksene zıt<br />

yöndedir.<br />

2. Hız ile ivme aynı yönlü ise hareket hızlanan; zıt yönlü ise<br />

hareket, yavaşlayan harekettir. Diğer bir ifadeyle hız ve ivmenin<br />

işaretinin aynı olduğu zaman aralığında hareket, hızlanan; zıt<br />

olduğu zaman aralığında hareket, yavaşlayandır.<br />

Cisimlerin hareketleriyle ilgili bazı yanlış algılar mevcuttur.<br />

Olayları doğru kavrayabilmek için bazı hareketlerin nedenlerini<br />

açıklayalım.<br />

Şekildeki cisim → F kuvvetinin<br />

→ N<br />

→ G<br />

k = 0<br />

v 0 = 0<br />

F = 0<br />

v 0 ≠ 0<br />

F = 0<br />

v 0 = 0<br />

a ≠ 0<br />

v 0 ≠ 0<br />

a ≠ 0<br />

v 0 ≠ 0<br />

→ F<br />

Newton’un I. Hareket<br />

Yasası gereği durduğu için<br />

durmaya devam eder.<br />

Newton’un II. Hareket<br />

Yasası gereği sağa doğru<br />

düzgün hızlanan hareket<br />

yapar.<br />

etkisindedir. Newton’un II. Hareket<br />

Yasası gereği cisim kuvvet yönünde<br />

bir ivmeye sahip olur. Dolayısıyla<br />

düzgün hızlanan hareket yapar.<br />

Bu durumda → F kuvveti<br />

kaldırılırsa F net = 0 olur.


v = 0<br />

Örnek<br />

→ N<br />

→ G<br />

→ v<br />

k = 0<br />

Başlangıçta durmakta o lan bir<br />

aracın ivme ­ zaman gra fiği şekildeki<br />

gibidir.<br />

a) Bu aracın yapacağı hareketi<br />

tanımlayınız.<br />

b) Aracın 5. saniyedeki hızını<br />

bulunuz.<br />

0 5 10<br />

Çözüm<br />

a) Başlangıçta durmakta olan<br />

araç 0. saniye ile 5. saniye arasında zamanın fonksiyonu olan<br />

bir ivmeye sahiptir. Bu nedenle araç hızlanma hızı gittikçe artan<br />

bir hareket yapar. 5. saniyeden sonra araç sabit bir ivmeye<br />

sahiptir. Bu durumda araç 5. saniyeden sonra düzgün hızlanan<br />

hareket yapar.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

Fakat cismin bir hızı olduğundan<br />

Newton’un I. Hare ket<br />

Yasası gereği bu hızla düzgün<br />

doğrusal hareket yapar. Bu<br />

durumun gerçekleşmesi için<br />

sürtünme kuvveti F s =0 olması<br />

gerektiği gözden kaçırıl mama lıdır.<br />

Şekildeki cisim, → F kuvveti<br />

uygulanarak harekete zorlanırsa<br />

F oluşur. Bu durumda cismin<br />

s<br />

yapacağı hareket bu kuvvetlerin<br />

şiddetlerine bağlıdır. Şöyle ki,<br />

FF ise F ≠ 0 olur. Newton’un II. Hareket Yasası gereği<br />

s net<br />

cisim → →<br />

F<br />

→<br />

FS<br />

k≠ 0<br />

F kuvveti yönünde düzgün hızlanan hareket yapar.<br />

net<br />

Şimdi ‟Naz Tenis Kortunda” hikâyesine geri dönelim. Hikâyede<br />

topu durduranın, şeklini değiştirenin ve zıt yönde hızlandıranın<br />

kuvvet olduğunu söylemiştik. Yukarıda anlatılanlar iyi kavranırsa<br />

öğrencilerde oluşan yanlış anlamalar ortadan kaldırılır. Böylece<br />

hikâyemizdeki tenis topunu durduran, şeklini değiştiren ve zıt<br />

yönde hızlandıranın raketin topa uyguladığı kuvvet olduğu<br />

gerçeğine ulaşılır.<br />

10<br />

a(m/s 2 )<br />

t(s)<br />

89


2. ÜNİTE<br />

90<br />

b) İvme ­ zaman grafiği ile zaman ekseninin sınırladığı<br />

alanların cebirsel toplamının hızdaki değişmeyi verdiğini<br />

biliyoruz. Buna göre;<br />

v 5 ­v 0 = 5 . 10/2 yazılır. Araç başlangıçta durduğundan;<br />

v 5 ­0 = 25 ise v 5 = 25 m/s bulunur.<br />

50<br />

­50<br />

Örnek<br />

v(m/s)<br />

50<br />

­50<br />

v(m/s)<br />

v 0 = 0<br />

5 10<br />

15<br />

α β θ ‹ ›<br />

5 10 15<br />

20<br />

20<br />

v ­ t grafiği şekildeki<br />

gibi olan hareketlinin<br />

a) Yaptığı hareketi<br />

tanımlayınız.<br />

b) İlk 20 s’deki yer<br />

değiştirmesini bulunuz.<br />

Çözüm<br />

a) Önce ivmeleri<br />

hesaplayalım.<br />

a = tanα = 50 / 5<br />

1<br />

a = 10 m/s 1 2<br />

a = 0 2<br />

a = tanθ = ­ tanβ<br />

3<br />

a = ­ 50/5<br />

3<br />

a = ­10 m/s 3 2 olur.<br />

Buna göre cismin<br />

başlangıç hızı 0 olduğu<br />

için cisim dururken hare<br />

kete başlamıştır.<br />

(0­5) saniye aralığında v ‟+”, a ‟+” olduğundan cisim eksen<br />

yönünde düzgün hızlanan hareket yapar.<br />

(5­10) saniye aralığında v ‟+”, a = 0 olduğundan cisim eksen<br />

yönünde düzgün doğrusal hareket yapar.<br />

(10­15) saniye aralığında v ‟+”, a ‟­” olduğundan cisim eksen<br />

yönünde düzgün yavaşlayan hareket yapar.<br />

15. saniyede v = 0 olduğundan cisim durur.<br />

(15­20) saniye aralığında v ‟­”, a ‟­” olduğundan cisim<br />

eksene zıt yönde hızlanır.<br />

b) v ­ t grafiği ile t ekseninin sınırladığı alanların cebirsel<br />

toplamı yer değiştirmeyi vereceğinden<br />

∆x = 50 . 5 / 2 + 50 . 5 + 50 . 5 / 2 – 50 . 5 / 2<br />

∆x = 375 m olur.<br />

t(s)<br />

t(s)


Trafik kazalarında suç oranını belirlemek için frene basıldıktan<br />

sonra arabanın durma mesafesinden yararlanılarak aracın<br />

olay anındaki hızı bulunur. Reaksiyon süresi belirlenir ve bu<br />

süreyi etkileyen faktörler dikkate alınır. Bu durumu bir etkinlikle<br />

inceleyelim.<br />

8. Etkinlik Kaza Olacak mı?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Aşağıdaki metni okuyunuz.<br />

Meltem ve İlayda sürücü kursuna gitmektedir. Meltem bir gün<br />

kursa geç kalır. Çünkü önceki akşam arkadaşının doğum günü<br />

kutlamasına katılmış ve geç saatte uyumuştur. Meltem yeterince<br />

uyumadığı için deneme sürüşünde İlayda ile aynı model arabaları<br />

kullanmalarına rağmen ona yetişemez. İlayda’ya bakan Meltem<br />

kendisini geriye gidiyormuş gibi görür ve ona yetişmek için<br />

hızlanır. Bir zaman sonra yan yana gelirler. Bu esnada İlayda’yı<br />

kendisine yaklaşıyormuş gibi görür. İlayda ve Meltem yan yana<br />

giderken önlerine koyun sürüsü çıkar. Her ikisi de panikler.<br />

Kurs öğretmenlerinin uyarısı üzerine ikisi de frene basar. Koyun<br />

sürüsünü gördükleri an aralarındaki mesafe 200 m ve hızları<br />

50 m/s’dir. İlayda’nın reaksiyon süresi 1 saniye uykusuz olan<br />

Meltem’in reaksiyon süresi 3 saniyedir. Her ikisi de emniyet kemerini<br />

takmalarına rağmen daha fazla kiloya sahip Meltem hızla<br />

direksiyona çarpar. İlayda ise direksiyona daha yavaş çarpar.<br />

2. Yukarıda anlatılan olaydan hareketle defterinize aşağı dakine<br />

benzer bir çizelge oluşturarak doldurunuz.<br />

Açıklanması İstenilen Durum Açıklama<br />

Meltem’in İlayda’ya bakarak<br />

kendisini geriye gidiyormuş gibi<br />

görmesi ve hızlandıktan sonra<br />

Meltem’in İlayda’yı kendisine<br />

yaklaşıyor gibi görmesini nasıl<br />

açıklarsınız.<br />

Her iki aracın frenine basılınca<br />

25 m/s2lik ivmeye sahip olduklarına<br />

göre kaza olur mu?<br />

Kazanın olup olmamasını belirleyen<br />

faktörler neler olabilir?<br />

Koyun sürüsü görüldüğünde oluşan<br />

reaksiyon süresini uykusuzluğun<br />

dışında hangi faktörler belirler?<br />

Arabanın fren mesafesi nelere<br />

bağlıdır?<br />

Aynı hızla gitmelerine rağmen<br />

Meltem’in direksiyona daha hızlı<br />

çarpmasını nasıl açıklarsınız?<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

91


2. ÜNİTE<br />

Şimdi ‟İlayda Yarıyıl Tatilinde” hikâyemize geri dönelim.<br />

Snowboard ile atlama yarışları sona erer. İlayda ve babası<br />

otomobillerine binerek dönüş yolunu tutarlar. Önlerinde alınacak<br />

uzun bir yol vardır. İlayda sporcunun yükselme parkurundan<br />

boşluğa fırladıktan sonra yaptığı hareketi hatırlar. Bu hareket<br />

İlayda’yı çocukluk günlerine götürür. Yapbozunun taşlarını camdan<br />

aşağı atınca kısa sürede yere ulaştığını, yukarıya doğru atınca<br />

taşların önce yavaşladığını sonra tıpkı sporcunun yükselmesinin<br />

belli bir süre sonra durması gibi bir an durduğunu ve aşağıya<br />

doğru hızlandığını anımsar. Bunun nedenlerini düşünmeye başlar.<br />

Yerin çekim alanı içerisindeki cisimlere kuvvet uyguladığını, bu<br />

kuvvete ağırlık dendiğini ve düzgün doğrusal hareketi dokuzuncu<br />

sınıfta öğrenmiştiniz. Düzgün hızlanan ve düzgün yavaşlayan<br />

hareketleri ise yukarıdaki etkinliklerle kavradık. Herhangi bir<br />

hareketlinin daha önce öğrendiğimiz hareketlerden ikisini aynı<br />

anda yapıp yapamayacağını hiç merak ettiniz mi?<br />

Bu soruya cevap verebilmek için yerden belli bir yükseklikten<br />

serbest bırakılan, aşağıya atılan, yukarıya atılan, yatayın üstüne<br />

doğru atılan, yatay atılan bir cismin nasıl hareket yapacağını<br />

etkinliklerle araştırarak İlayda’ya yardımcı olalım (Etkinliklerde ve<br />

genellemelerde hava sürtünmesi ihmal edilecektir.).<br />

92<br />

9. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Misket<br />

● Masa veya sandalye<br />

Serbest Bırakılan<br />

Misket<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Sınıftaki masanın üzerine çı ka rak<br />

veya sınıfınız üst katlarda ise pencereden<br />

bir misketi serbest bırakınız.<br />

2. Misketin yörüngesini ve hızla nıp<br />

hızlan madığını gözlemleyiniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Serbest bırakılan misketin düşmesine sebep olan nedir?<br />

2. Miskete hareket süresince herhangi bir kuvvet etkimiş<br />

midir? Şayet etkimişse bu kuvvet nasıl bir kuvvettir?<br />

3. İkinci soruya vereceğiniz cevaba göre misketin hareketiyle<br />

ilgili nasıl bir sonuca ulaşırsınız?<br />

Yeryüzünde belli bir yükseklikten bırakılan cisimlerin ağırlığın<br />

etkisinde kaldığını daha önce öğrenmiştik. Çok yüksek olmayan<br />

yerlerde ağırlık sabit alınacağından cisim sabit bir kuvvetin<br />

etkisinde kalır, dolayısıyla düzgün hızlanan doğrusal hareket<br />

yapar. Serbest düşme hareketi adı verilen bu hareketin ivmesini<br />

bulalım.


→ g<br />

→ v<br />

v 0 = 0<br />

h<br />

Yukarı doğru düşey atılan bir cismin nasıl hareket yapacağını<br />

hiç merak ettiniz mi? Bunu bir etkinlikle araştıralım.<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Misket<br />

10. Etkinlik Yukarıya Atılan Misket<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Misketi sınıf zemininden belli bir yükseklikten<br />

düşey doğrultuda yukarıya doğru<br />

fırlatınız.<br />

2. Misketin yörüngesini ve hızlanıp hız ­<br />

lan madığını gözlemleyiniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Fırlatılan misket sabit hızla mı yükselmiştir?<br />

2. Miskete hareket süresince kuvvet<br />

etkimiş midir? Şayet etkimişse bu kuvvet<br />

nasıl bir kuvvettir?<br />

3. İkinci soruya vereceğiniz cevaba göre misketin hareketiyle<br />

ilgili nasıl bir sonuca ulaşırsınız?<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

→ F= m → a idi. m → g = m → a dan → a = → g olur.<br />

Bu durumda serbest düşme hareketi → g<br />

ivmesiyle yapılan düzgün hızlanan harekettir.<br />

Yukarıdan edindiğiniz bilgileri ve yandaki şekli<br />

dikkate alarak çizelgedeki düzgün doğrusal<br />

hareket eşitliklerini serbest düşme hareketi<br />

eşitliklerine dönüştürelim.<br />

Düzgün Hızlanan<br />

Hareket<br />

Serbest Düşme<br />

Hareketi<br />

v = v + at 0 v = gt<br />

v0+ v<br />

vor<br />

=<br />

2<br />

v2 1 2<br />

x= x0 + v0t+<br />

at<br />

2<br />

h= gt<br />

2 = v +2ax 0<br />

2 v = 2gh<br />

1 2<br />

2<br />

v<br />

vor<br />

= 2<br />

Şayet misket ilk hızla düşey doğrultuda aşağıya doğru atılırsa<br />

yukarıda kavradığımız serbest düşme hareketinde ilk hız sıfırdan<br />

farklı olur.<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Buluttan ayrılan yağmur damlasının yeryüzüne ulaşıncaya<br />

kadar yaptığı hareketi çeşitli kaynaklardan araştırınız. Elde<br />

ettiğiniz sonuçları arkadaşlarınızla paylaşınız.<br />

→ v0<br />

93


2. ÜNİTE<br />

94<br />

Yeryüzünden belli bir<br />

yükseklikten düşey yukarı<br />

doğru fırlatılan bir cisim hareketi<br />

boyunca ağırlığın etkisinde<br />

kalır. Dolayısıyla cisim her an<br />

m. → g = m. → a dan → a = → y<br />

v = 0<br />

→<br />

v1<br />

g kadarlık<br />

bir ivmeye sahiptir. Bu nedenle<br />

→<br />

v2 ymax cisim önce g ivmesi ile düzgün<br />

yavaşlayan hareket yapar ve<br />

→<br />

v0<br />

y<br />

bir an durur. Cismin çıka bildiği<br />

bu noktaya tepe noktası denir.<br />

Bu noktanın yüksekliği ise<br />

h<br />

maksimum yükseklik olarak<br />

ifade edilir. Sonra g ivmesiyle<br />

Yer düzgün hız la nan (ser best düş ­<br />

me) hare ket yapar. Bu hareketlerin<br />

eşitliklerini daha önce verilmiştir. Hareket bu şekilde parça<br />

parça düşünülebileceği gibi çıkış ve iniş ivmeleri aynı olduğu için<br />

bir bütün olarak da düşünülebilir.<br />

Bu durumda, herhangi bir t anında cismin hızı,<br />

v=v – g t eşitliği ile bulunur.<br />

0<br />

Herhangi bir t anında cismin yerden yüksekliği<br />

1 2<br />

y= v0t− gt + h<br />

2<br />

eşitliği ile bulunur.<br />

Cismin tepe noktasına çıkma zamanı ise bu noktada hız sıfır<br />

olacağından,<br />

0 = v 0 – g t max<br />

t max = v 0 / g eşitliği ile bulunur.<br />

Maksimum yüksekliği ise,<br />

1 2<br />

ymax = v0tmax − gtmax + h ise<br />

2<br />

y<br />

max<br />

2<br />

v0 1 v0<br />

= v0 − g + h 2 =><br />

g 2 g<br />

y<br />

max<br />

2<br />

v0 = + h<br />

2g<br />

eşitliği ile bulunur.<br />

Cismin havada kalması (uçuş) süresi ise yere çarpınca yerden<br />

yüksekliği 0 olacağından,<br />

2<br />

1<br />

v<br />

2<br />

0 ± v0<br />

+ 2gh<br />

0 = v0tuç − gtuç + h => tuç<br />

= eşitliğinden<br />

2<br />

g<br />

bulunur.<br />

Ayrıca<br />

v = v – g t => t = 0<br />

g<br />

− v0v 1 2<br />

, y= v0t− gt + h da yerine<br />

2<br />

yazılarak<br />

v0 −v 1 v0 −v<br />

2<br />

y = v0( ) − g(<br />

) + h<br />

g 2 g<br />

v2 2 + 2gy = v + 2gh eşitliğine ulaşılır.<br />

0


Cismin yere çarpma hızı ise;<br />

v2 2 + 2gy = v + 2gh eşitliğinde y = 0 yazılarak veya v = v0 – g t<br />

0<br />

eşitliğinde t yerine t yazılarak bulunabilir.<br />

uç<br />

Aşağıdan yukarıya düşey atış hareketinde;<br />

2 2 v + 2gy = v0 + 2gh eşitliğinden yararlanarak herhangi bir<br />

y<br />

yükseklikteki hızı bulmak istersek,<br />

2 v =v = ± √ v + 2gh – 2gy eşitliği ile karşılaşırız ki bu aynı<br />

y 0<br />

yükseklikten geçiş hızının şiddetlerinin eşit olduğu anlamına gelir.<br />

→<br />

v1 = ­ → v2 Cisim şayet yerden atılmış ise h=0 olur. Bu durumda cisim<br />

yere çarptığı an y=0 olacağından,<br />

2 v + 2g . 2 0 = v0 + 2g . 0 => vy = v elde edilir ki bu da cismin<br />

y<br />

0<br />

yere çarpma hızının şiddeti, yerden atılış hızının şiddetine eşittir<br />

diye ifade edilir.<br />

Cismin yerden tepe noktasına çıkma ve bu noktadan yere<br />

inme zamanlarını hesaplayalım.<br />

0=v – g t => t = v /g<br />

0 çık 0<br />

v = g t => t = v /g bulunur.<br />

in 0<br />

Görüldüğü gibi t = t ’dir. Bu durumda yerden yukarıya düşey<br />

çık in<br />

atış hareketinde t = 2t olur.<br />

uç max<br />

121m<br />

121m<br />

Örnek<br />

1m<br />

x<br />

1m<br />

v = 0<br />

v 0 = 40m/s<br />

v= 0<br />

v 0<br />

y<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

Bir cisim yerden 1 m yüksekten<br />

40 m/s’lik düşey hızla yukarıya<br />

doğru atıldığı an ikinci bir cisim aynı<br />

doğrultuda 121 m yüksekten serbest<br />

bırakılıyor.<br />

a) Bu iki cisim kaç saniye sonra<br />

çarpışır?<br />

b) Çarpışma yerden kaç metre<br />

yüksekte gerçekleşir (g=10 m/s 2 )?<br />

Çözüm<br />

a) Çarpışma gerçekleştiği an<br />

şekil gereği x + y = 121 olur. x ve y<br />

değerlerini yerine yazalım.<br />

1 2 1 2<br />

gt + v0t−<br />

gt + h=<br />

121<br />

2 2<br />

Verilenleri yerine yazalım.<br />

40 . t + 1 = 121 => t = 3 s bulunur.<br />

1 2<br />

b) y= v0t− gt + h ’ dan<br />

2<br />

y=40 . 3 ­ 5 . 9+1 = 76 m bulunur.<br />

95


2. ÜNİTE<br />

Fotoğraftaki tank atış yapınca<br />

mermi yatayla belli bir açı<br />

yaparak hareket eder.<br />

96<br />

45m<br />

40<br />

­50<br />

Örnek<br />

Şekildeki gibi 45 m yükseklikten<br />

40 m/s’lik hızla yukarı<br />

fırlatılan bir cismin v ­ t grafiğini<br />

çiziniz (g=10 m/s 2 ).<br />

Çözüm<br />

Cismin tepe noktasına çıkma<br />

zamanını bulalım.<br />

t max = v 0 / g idi<br />

t max = 40 / 10<br />

t max = 4 s olur.<br />

Cismin uçuş süresini bulalım.<br />

t<br />

uç<br />

2<br />

v0 ± v0<br />

+ 2gh<br />

= idi.<br />

g<br />

t uç =<br />

v(m/s)<br />

v 0 =40m/s<br />

40 ± 1600 + 210 ⋅ ⋅45<br />

10<br />

4 9<br />

t(s)<br />

ARAŞTIRALIM<br />

=> t uç = 9 s olur.<br />

Cismin yere çarpma<br />

hızını bulalım.<br />

v = v 0 – g.t idi.<br />

v = 40 ­ 10 . 9<br />

v = ­ 50 m/s olur.<br />

Top mermisinin namludan çıktıktan sonra hedefe ulaşıncaya<br />

kadar yaptığı hareketi çeşitli kaynaklardan araştırınız. Elde<br />

ettiğiniz sonuçları arkadaşlarınızla paylaşınız.<br />

‟İlayda Yarıyıl Tatilinde” isimli metinde sporcu; İlayda ve<br />

babasının önünden geçtikten sonra eğimli bölüme girer. Hızı<br />

azalır, yükselmesi durur ve sonra alçalmaya başlar. Bu hareketin<br />

nedenini merak ettiniz mi? Bunun nedeni etkinlikle araştıralım.


Araç ve Gereçler<br />

● Misket<br />

11. Etkinlik Eğik Atılan Misket<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Misketi yerden belli bir yükseklikten yatay<br />

doğrultu ile belli bir açı yapacak şekilde fırlatınız.<br />

2. Misketin yörüngesini ve hızlanıp hızlanmadığını<br />

gözlemleyiniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Misket belli bir doğrultuda mı hareket<br />

etmiştir?<br />

2. Miskete hareket süresince kuvvet etkimiş<br />

midir? Şayet etkimişse bu kuvvet nasıl bir kuvvettir?<br />

3. İkinci soruya vereceğiniz cevaba göre misketin hareketiyle<br />

ilgili nasıl bir sonuca ulaşırsınız?<br />

Yeryüzünden belli bir yükseklikten yatay doğrultuda belli bir<br />

açı ile atılan cisim şekildeki gibi bir yörünge izler.<br />

→ g<br />

h<br />

O<br />

y<br />

→ v0y<br />

→ v0<br />

→ v0x<br />

x<br />

→ vy<br />

y<br />

x max<br />

→ v<br />

→ v0x<br />

Tepe<br />

noktası<br />

y max<br />

x men<br />

Bu yörünge boyunca misket hem yatay hem düşey doğrultuda<br />

hareket yapar. Bu nedenle misketin ilk hızını yatay ve düşey<br />

doğrultuda bileşenlerine ayıralım. Misket, hareketi boyunca<br />

ağırlığının etkisindedir. Dolayısıyla → g ivmesine sahiptir. → g yatay<br />

doğrultudaki v 0x hızına dik olduğundan bu hızın şiddeti değişmez.<br />

Misketin yatay doğrultuda yaptığı hareket, düzgün doğrusal<br />

harekettir. Misket düşey doğrultuda önce → g ivmesiyle düzgün<br />

yavaşlar, bir an durur sonra → g ivmesiyle düzgün hızlanır. Misketin<br />

düşey doğrultuda yaptığı hareket, aşağıdan yukarıya düşey<br />

atış hareketidir. Sonuç olarak eğik atış hareketi, bu iki hareketin<br />

bileşkesi olan bir harekettir.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

→ vx = → v 0x = → v max<br />

→ vx<br />

→ v0<br />

→ vy → v<br />

x<br />

97<br />

Fotoğraftaki basketçi topu<br />

yatayla açı yapacak şekilde<br />

atmaya hazırlanmaktadır.


2. ÜNİTE<br />

Misketin ilk hızının yatay ve düşey bileşenleri<br />

98<br />

v = v cosα<br />

0x 0<br />

v = v sinα olur.<br />

0y 0<br />

Misketin herhangi bir t anındaki hızının bileşenleri<br />

v = v x 0x<br />

v = v – g t eşitliği ile, bileşke hız ise v = v + v<br />

y 0y x y<br />

bulunur.<br />

Misketin herhangi bir t anında bulunduğu yerin koordinatları<br />

x = v t x<br />

1 2<br />

y= v0 y − gt + h eşitliği ile bulunur.<br />

2<br />

Misketin tepe noktasına çıkış zamanı ve koordinatları<br />

t = v / g<br />

max oy<br />

x = v t T x max<br />

2 2 eşitliği ile<br />

v0<br />

sinα<br />

xT<br />

= v0<br />

cosα<br />

sin2α = 2sinα cosα idi. Bu durumda<br />

g<br />

xT<br />

g<br />

= v 2<br />

0 sin2α olur.<br />

2<br />

y<br />

y<br />

max<br />

max<br />

2 2<br />

v0sinα 1 v0<br />

sin α<br />

= v0<br />

sinα<br />

− g + h<br />

2<br />

g 2 g<br />

2 2<br />

v0 sin α<br />

= + h eşitliği ile bulunur.<br />

2g<br />

Misketin tepe noktasındaki hızı, bu noktada düşey hız sıfır<br />

olacağından v T = v x = v 0x olur.<br />

Misketin uçuş süresi;<br />

t<br />

uç<br />

= v v<br />

0y 0y<br />

2<br />

± + 2gh<br />

g<br />

eşitliği ile bulunur.<br />

Misketin yere çarpma hızı<br />

v = v x 0x<br />

2 2 v = v – gt tan y oy uç v = vx + v eşitliklerinden yararlanılarak<br />

y<br />

bulunur.<br />

Misketin yatay doğrultudaki en büyük yer değiştirmesi menzil<br />

adını alır ve x = v t eşitliği ile bulunur.<br />

menzil x uç<br />

Misket, şayet yerden yatay üstüne atılmış ise h = 0 olur. Bu<br />

durumda<br />

1. Aşağıdan yukarıya düşey atış hareketinde misketin aynı<br />

yükseklikten geçiş hızlarının şiddetleri eşittir.<br />

2. Yere çarpma hızının şiddeti yerden atış hızının şiddetine<br />

eşittir.<br />

3. Tepe noktasına çıkma zamanı, bu noktadan inme zamanına<br />

eşittir.<br />

Yani t = 2t ’dır.<br />

uç max<br />

Sonuçları bu hareket için de geçerlidir.<br />

Şimdi iki işlem yapıp bu işlemleri yorumlayalım.<br />

Misketin yerden atılması durumunda x = v t ’du.<br />

menzil x uç


x<br />

menzil<br />

= v<br />

Örnek<br />

0<br />

α<br />

Bir basketbolcu yerden<br />

2 m yüksekten 37°’lik<br />

açı ve 10 m/s’lik hızla topu<br />

3 m yüksekteki potaya fırlatıyor.<br />

Yükselen top inişte<br />

potaya girdiğine göre basketbolcu<br />

potaya kaç metre<br />

uzaktan topu fırlatmıştır<br />

(g=10 m/s2 Çözüm<br />

)?<br />

Önce topun ilk hızının yatay ve düşey bileşenlerini bulalım.<br />

v = v cosα 0x 0<br />

v = 10 0x<br />

v = v sinα<br />

oy 0 . 0,8 v = 10 oy . 0,6<br />

v = 8 m/s 0x v = 6 m/s<br />

oy<br />

Şimdi topun potaya girdiği anı bulalım.<br />

1 2<br />

y= v0 y − gt + h ’dan 3 = 6<br />

2<br />

. t ­ 5 . t2 + 2 => 5 . t2 ­6 . t + 1 = 0<br />

6± t1,2 =<br />

36- 20 6± 4<br />

=> t1,2<br />

= t1 =2 / 10 s ve t =1 s çıkar.<br />

10<br />

10<br />

2<br />

Bu zamanlardan t çıkışta, t de inişte 3 m’den geçme za­<br />

1 2<br />

manlarıdır. Buna göre, topun potaya girme zamanı 1 saniyedir.<br />

Şimdi topun bu esnada aldığı yatay yolu bulalım.<br />

x = v t => x = 8 ox . 10 m/s<br />

37º<br />

3m<br />

2m<br />

1 => x = 8 m olur.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

v02c<br />

sinα<br />

xmenzil<br />

o s<br />

g<br />

g<br />

= v 2<br />

0 2s α i n<br />

olur.<br />

Menzilin maksimum olması için sin2α = 1 olmalıdır.<br />

2α = 90° => α = 45° olur. Dolayısıyla menzili maksimum yapan<br />

atış açısı 45º ’dir.<br />

İki misket aynı hızla fakat farklı açılarda atılmış olsun.<br />

2<br />

2<br />

v0sin2α v0sin2θ<br />

xmenzil1<br />

= , xmenzil2<br />

= olur.<br />

g<br />

g<br />

Menzillerin eşit olması için,<br />

2<br />

2<br />

v0sin2α v0sin2θ<br />

= ise sin2α = sin2θ çıkar.<br />

g g<br />

Trigonometride birbirini 180°’ye tamamlayan açıların sinüsleri<br />

eşit olduğundan, 2α + 2θ = 180°’dir. Buradan α + θ = 90° olur. Yani<br />

atış açıları birbirini 90°’ye tamamlamalıdır.<br />

Sonuç olarak,<br />

­ Yerden yukarıya eğik atış hareketinde menzili maksimum<br />

yapan atış açısı 45°’dir.<br />

­ Aynı hızla birbirini 90°’ye tamamlayacak şekilde atılan iki<br />

misketin menzilleri eşit olur.<br />

99


2. ÜNİTE<br />

100<br />

Örnek<br />

Golf oyuncusu topa vurarak onu 53°’lik açı ve 20 m/s’lik<br />

hızla fırlatıyor.<br />

a) Top maksimum yüksekliğe kaç saniyede çıkar?<br />

b) Tepe noktasının yerden yüksekliği kaç metredir?<br />

c) Top, atıldığı noktanın kaç metre uzağına düşer?<br />

d) Topun yere çarpma hızı kaç m/s olur?<br />

(g = 10 m/s 2 alınacak)<br />

Çözüm<br />

v ox = v 0 cosα v oy = v 0 sinα<br />

v ox =20 . 0,6 v oy = 20 . 0,8<br />

v ox =12 m/s v oy = 16 m/s<br />

a) t max = v 0y / g idi.<br />

t max = 16 / 10 => t max = 1,6 s<br />

b) y<br />

y<br />

v =20m/s<br />

0x<br />

53º<br />

0<br />

max<br />

2 2<br />

v0 sin α<br />

= + h idi.<br />

2g<br />

Yerden atıldığı için h = 0 olur.<br />

2 2 2<br />

20 sin 53<br />

400⋅ 08 ,<br />

ymax =<br />

=> ymax = => ymax<br />

= 12, 8m<br />

210 ⋅<br />

20<br />

c) Önce uçuş süresini bulalım.<br />

Yerden eğik atış hareketinden t = 2t idi.<br />

uç max<br />

t = 2 uç . v / g => t = 2 oy uç . 16 / 10 => t = 3,2 s olur.<br />

uç<br />

x = v tuç<br />

menzil x<br />

x = 12 menzil . 3,2 => x = 38,4 m olur.<br />

menzil<br />

d) Yerden eğik atış hareketinde yere çarpma hızının şiddeti,<br />

yerden atılış hızının şiddetine eşittir.<br />

Düşey ve eğik atış hareketlerini kavradıktan sonra yatay<br />

fırlatılan cismin hareketini inceleyelim.<br />

x


Araç ve Gereçler<br />

● Misket<br />

12. Etkinlik Yatay Atılan Misket<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Misketi masa üzerinde yuvarlayınız.<br />

2. Misketin masanın kenarından düştükten sonraki yörüngesini<br />

ve hızlanıp hızlanmadığını gözlemleyiniz.<br />

3. Gözlemlediğiniz yörüngeyi çiziniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Misket masa üzerinden fırladığı doğrultuda mı hareket<br />

etmiştir? Açıklayınız.<br />

2. Miskete hareket süresince kuvvet etkimiş midir? Şayet<br />

etkimişse bu kuvvet nasıl bir kuvvettir?<br />

3. İkinci soruya vereceğiniz cevaba göre misketin hareketiyle<br />

ilgili nasıl bir sonuca ulaşırsınız?<br />

Yerden belli yükseklikten yanda verilen fotoğraftaki gibi yatay<br />

olarak fırlatılan cisim, aşağıdaki gibi bir yörünge izler.<br />

→<br />

g<br />

h<br />

y<br />

0<br />

→<br />

v 0<br />

Cisim, hareketi süresince ağırlığının etkisindedir. Dolayısıyla<br />

m → g = m → a dan → a = → g kadarlık ivmeye sahiptir. Bu ivme, atış hızına<br />

dik olduğundan hızın yatay bileşeninin şiddetini değiştirmez.<br />

Cisim yatay doğrultuda bu hızla düzgün doğrusal hareket yapar.<br />

Düşey doğrultuda → g ivmesi mevcuttur fakat ilk hız yoktur. Cisim<br />

bu doğrultuda serbest düşme hareketi yapar. Dolayısıyla yatay<br />

atış hareketi bu iki hareketin bileşkesi bir harekettir.<br />

Pekiştirelim<br />

Aşağıdaki örnek durumlar ve bunlarla ilgili sorular verilmiştir.<br />

Örnek durumlar üzerinde tartışarak sonuçlarınızı defterinizde<br />

oluşturduğunuz çizelgeye yazınız.<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

x<br />

101<br />

Fotoğraftaki ok, hedefe doğru<br />

yatay olarak atılmaktadır.


2. ÜNİTE<br />

102<br />

Örnek Durum<br />

Yatay atış hareketinde atış hızı sabittir.<br />

1. Bu harekette ivme ve doğ rultusu için<br />

ne söyleyebilirsiniz?<br />

2. Atış hızı ve ivmenin doğrul tularını<br />

karşılaştırınız.<br />

Açıklama<br />

Aşağıdan yukarıya düşey atış<br />

hareketinde tepe noktasında hız bir an<br />

sıfırdır.<br />

1. Maksimum noktada ivme var mıdır?<br />

2. Yerin çekim alanı içinde ivme nin sıfır<br />

olduğu bölge mevcut mudur?<br />

Bir cisim aşağıdan yukarıya düşey atış<br />

hareketinde, yukarı çıkarken düzgün<br />

yavaşlayan, aşağı inerken düzgün<br />

hızlanan hareket yapar. Cismin;<br />

1. Çıkış ve iniş ivmeleri aynı mıdır?<br />

2. Çıkış ve iniş ivmeleri sabit midir?<br />

Kimi zaman hız ve ivme büyüklüklerinin doğrultuları konularında<br />

kavram yanılgısı oluşabilir. Bu bölümde anlatılanlar dikkatle<br />

incelenirse hız ve ivmenin her zaman aynı doğrultuda olamayacağı<br />

görülür. Örneğin, yatay atış hareketinde yer çekim ivmesi atılış<br />

hızına diktir bu durum hareket süresince devam eder.<br />

Aşağıdan yukarıya düşey atış hareketinde hız tepe noktasında<br />

bir an sıfır olur. Fakat yer çekim ivmesi her an mevcuttur. Cisim,<br />

ister yükseliyor ister alçalıyor olsun hareket yer çekimi ivmesinin<br />

etkisinde gerçekleşir.<br />

Yer çekimi ivmesi değişkendir. Yeryüzünden uzaklaştıkça şiddeti<br />

azalır. Kısa mesafelerde ivmedeki değişme çok küçük olduğundan<br />

atış hareketleri incelenirken yer çekimi ivmesi sabit alınır.<br />

Örnek<br />

3000 m<br />

30°<br />

v ro =100 m/s<br />

yatay<br />

v uç =400 m/s<br />

400 m/s’ lik hızla uçan bir savaş uçağı 100 m/s hızla roket<br />

fırlatmaktadır. Tatbikat esnasında yatayla 30° lik açı yaparak<br />

uçak yerde çember çizilerek belirlenen hedefi vurmak istiyor.<br />

Pilot 3000 m yükseklikte iken roketi ateşliyor. Roketin hedefi<br />

vurabilmesi için uçağın çemberin merkezine olan yatay uzaklığı<br />

kaç m olmalıdır (sin30°=0,5 cos30°=0,86 g=10 m/s 2 )?


Çözüm<br />

Öncelikle roketin ilk hızını bulalım.<br />

v 0 = v uç + v ro , v 0 = 400 + 100 ise;<br />

v 0 = 500 m/s olur. Roket yatay ve düşey doğrultuda hareket<br />

edeceğinden hızın bu doğrultulardaki bileşenlerini bulalım.<br />

v 0x = v 0 cos30° olduğundan v 0x = 500 . 0,86 ise v 0x = 430 m/s<br />

v 0y = v 0 sin30° olduğundan v 0y = 500 . 0,5 ise v 0y = 250 m/s<br />

olur.<br />

Roketin hareket süresini düşey doğrultudaki hareketten<br />

bulalım.<br />

Verilenleri, h = v 0 t + (1/2)gt 2 eşitliğinde yerine yazalım.<br />

3000 = 250 . t + (1/2) . 10 . t 2 ise t 2 + 50 . t ­600 =0 olur. Buradan;<br />

(t + 60) . (t ­ 10) = 0 yazılır. Zaman ‟­” olamayacağı için<br />

t ­ 10= 0’dan t = 10 s bulunur.<br />

Roketin bu sürede yatay olarak alacağı yolu bulalım.<br />

Roketin yatay hızı sabit olduğundan bulunanları<br />

x = v t eşitliğinde yerine yazalım. x = 430 . 10 ise x = 4300m<br />

bulunur.<br />

Örnek<br />

2000 m<br />

Yerden 2000 m yüksekten 600 m/s hızla uçan savaş uçağı<br />

kendisine doğru 20 m/s’lik hızla gelen tankı vurmak istiyor. Uçak<br />

tanka kaç m kala bombalarını bırakmalıdır?<br />

(g=10m/s 2 alınacak.)<br />

2000 m<br />

Çözüm<br />

Merminin tanka isabet etmesi için şekildeki koşul<br />

gerçekleşmelidir.Düşey doğrultudan merminin uçuş süresini<br />

bulalım.<br />

v = 600 m/s<br />

v = 600m/s<br />

x uç<br />

h= gt<br />

1 2<br />

idi. 2000 = 5 . 2 t => t = 20 s olur.<br />

2<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

v = 20 m/s<br />

v = 20 m/s<br />

x T<br />

103


2. ÜNİTE<br />

104<br />

Bu sürede merminin alacağı yatay yolu ve tankın alacağı<br />

yolu bulalım. Mermi uçaktan bırakıldığı an, uçağın hızına sahip<br />

olacağından yatayda<br />

x menzil = v t => x menzil = 600 . 20 => x menzil = 12000 m yol alır.<br />

Tank ise x T = v t => x T = 20 . 20 => x T = 400 m yol alır.<br />

Bu durumda uçak, mermiyi tanktan;<br />

12000 + 400 = 12400 m uzakta iken bırakmalıdır.<br />

Kavramaya çalıştığımız atış hareketlerinde cisim hangi<br />

hareketi yaparsa yapsın, hangi doğrultuda hareket ederse etsin<br />

hava sürtünmesi ihmal edildiğinden sadece ağırlığın etkisinde<br />

kalır. Bu durum gözden kaçırılmamalıdır. Dolayısıyla atış<br />

hareketleri, ağırlığın kazandırdığı → g ivmesi ile gerçekleşir. Bu<br />

ivme, hareketlerin bazı değişkenlerini belirler. Örneğin serbest<br />

düşme hareketinde hareket süresini belirleyen (h = (1 / 2)gt 2 )h ve<br />

g’dir. Bunun dışında hiçbir değişken hareket süresini belirlemede<br />

etken değildir.<br />

Bu ünitede elde ettiğimiz kazanımların yanılgı oluşturmaması<br />

için bir etkinlik yapalım.<br />

13. Etkinlik<br />

Serbest Bırakılan Cisimlerin<br />

Hareket İvmeleri<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Düşey doğrultuda yukarıya fırlatılan bir cisim hangi hareketi<br />

yapar? Tartışınız.<br />

2. Kütleleri farklı iki cismi serbest bıraktığınızı düşünerek<br />

cisimlerin hareket ivmelerini F = ma eşitliğinden yararlanarak<br />

hesaplayınız (Hava sürtünmesini ihmal ediniz.).<br />

3. Kütleleri farklı iki cismi, aynı yükseklikten serbest bıraktığınızı<br />

düşünerek cisimlerin havada kalma sürelerini h = (1 / 2)gt 2<br />

eşit liğinden yararlanarak hesaplayınız (Hava sürtünmesini ihmal<br />

ediniz.).<br />

4. Paraşütle atlama çalışması yapan bir sporcunun hangi<br />

kuvvetlerin etkisinde kalacağını göz önünde bulundurarak<br />

yapacağı hareketi tartışınız.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Düşey doğrultuda yukarıya doğru fırlatılan cismin hızı<br />

değişti mi? Şayet değişmişse bu ne anlama gelir? Açıklayınız.<br />

2. Serbest bırakılan cisimlerin hareket ivmeleri aynı mıdır?<br />

Açıklayınız.<br />

3. Aynı yükseklikten serbest bırakılan cisimlerin havada<br />

kalma süreleri eşit midir? Açıklayınız.<br />

4. Paraşütle atlayan sporcu limit hıza ulaştığında bileşke<br />

kuvvetin etkisinde midir? Açıklayınız.


Dünya, çekim alanı içinde olan bütün cisimlere kuvvet<br />

uygular. Cisim yaptığı hareketi bu kuvvetin etkisinde gerçekleştirir.<br />

Atış hareketi yapan cismin hava sürtünmesinin ihmal edilmesi<br />

durumundaki ivmesi yerçekimi ivmesi olan gʼdir. Bu ivme cismin<br />

hiçbir değişkenine bağlı değildir. Hava sürtünmesinin dikkate<br />

alındığı durumlarda, serbest düşme ve aşağıya düşey atış<br />

hareketi yapan cisimlerde cisim hızlandıkça sürtünme kuvveti<br />

artar. Hava sürtünme kuvveti artarak ağırlığı eşit olduğu an limit<br />

hız söz konusudur. Bu durumda cisme etki eden bileşke kuvvet<br />

sıfır olacağından cisim, limit hızla düzgün doğrusal hareket yapar.<br />

BEYZBOL<br />

Beyzbolda takımların amacı rakip takımın atıcısı tarafından<br />

atılan topa vurarak onu mümkün olduğunca uzağa göndermek<br />

ve bu esnada beyzbol sahasının etrafında koşarak sayı yapmaya<br />

çalışmaktır. Rakip takımın amacı ise atıcının attığı toplara,<br />

vurucunun üst üstte 4 defa ıska geçmesini sağlayarak veya<br />

vurucunun koşusu esnasında topu koşucudan (vurucu) önce vuruş<br />

noktasına ulaştırarak vurucunun oyun dışı kalmasını sağlamaktır.<br />

Temel prensibi yukarıdaki gibi özetlenen beyzbol en çok<br />

Amerika Birleşik Devletleri’nde oynanmaktadır. Beyzbol sopasının<br />

çapı 70 mm’den, uzunluğu da 1067 mm’den fazla değildir. Çok<br />

sert olmayan bir tahtadan yapılmıştır ve ağırlığı genel olarak 1,8<br />

kg’ı geçmez bu sopa oldukça dayanıklı, kırılması güç bir sopadır.<br />

Ancak kolay sayı yapabilmek için topu mümkün olduğunca uzağa<br />

göndermeye çalışan vurucular, atıcı tarafından fırlatılan topa<br />

bazen o kadar sert vururlar ki beyzbol sopası kırılır.<br />

Sizce beyzbol sopasını kıran nedir?<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Dokuzuncu sınıfta, iki cisimden birinin diğerine kuvvet<br />

uygulaması durumunda diğerinin birinci cisme aynı doğrultuda,<br />

zıt yönde ve eşit şiddette bir kuvvet uyguladığını öğrenmiştiniz.<br />

Bu kuvvetlerden birincisine etki, ikincisine tepki demiş ve bunu<br />

Newton’ un III. Hareket Yasası olarak ifade etmiştiniz. Beyzbol<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

105


2. ÜNİTE<br />

oyununda oyuncu sopayla topa vurarak ona bir kuvvet uygular.<br />

Diğer bir ifadeyle sopa, topa etki yapar. Bu etkiye karşılık top da<br />

sopaya bir tepki gösterir. Oyuncu etki kuvvetini artırınca tepki<br />

kuvveti de artar. Sopayı kıran işte bu tepki kuvvetidir. Bu konuyu<br />

daha iyi kavrayabilmek için birkaç örnek verelim. Kürekle hareket<br />

ettirilen bir kayıkta kürekle su arasındaki etki tepki kuvvetini<br />

çizelim ve kuvvetlerin işlevini açıklayalım.<br />

106<br />

Kürek geriye doğru hareket ettirilince suya bir etki yapar. Bu<br />

etki suyu geri iter.<br />

Buna karşılık su,<br />

küreğe ileriye doğru<br />

bir tepki gösterir.<br />

Bu tepki de kayığın<br />

ilerlemesini sağlar.<br />

Küreğe tepki<br />

Suya etki<br />

Şimdi de duran bir çocukla yer arasındaki etkileşimi görelim.<br />

Var olan kuvvetler şunlardır:<br />

1<br />

1. Yerin çocuğa uyguladığı çekim kuvveti<br />

(Ağırlık)<br />

2. Yerin gösterdiği tepki kuvveti<br />

3. Ağırlıktan dolayı çocuğun yere uyguladığı<br />

kuvvet (Etki)<br />

2 Tepki<br />

4. Çocuğun yere uyguladığı çekim<br />

kuvveti<br />

3<br />

Çocuğun üzerine etki eden kuvvetlerin<br />

4<br />

Etki toplamı sıfır olduğu için Newton’un I.<br />

Hareket Yasası gereği çocuk, hareketsizlik<br />

durumunu devam ettirir. Etki ve tepki<br />

kuvvetleri aynı cisim üzerinde olmadığı için hiçbir zaman bu<br />

kuvvetlerin bileşkeleri alınmaz. Diğer bir ifadeyle kuvvetler<br />

birbirlerini yok etmezler.<br />

Pekiştirelim<br />

107. sayfadaki resimlerde bazı olaylar gösterilmiştir. Bu<br />

olaylardaki etki ve tepki kuvvetlerinin hangileri olduğunu,<br />

defterinize benzer bir çizelge oluşturarak yazınız.


Kuvvet ve Hareket<br />

Resim Etki – Tepki Kuvvetleri<br />

Uzay mekiği<br />

Buz hokeyi sporcularının<br />

çarpışması<br />

Yerde duran saksı<br />

Balık avlamak için ağ fırlatan<br />

denizci<br />

Çarpışan arabalar<br />

Mekikten yanarak çıkan<br />

gaz ile mekik arasın daki<br />

etki leşim mekiğin hare ke tini<br />

sağlar. Mekik, gazı dışarı<br />

atar ken yaptığı etki ye karşılık<br />

tepki alır.<br />

107


2. ÜNİTE<br />

108<br />

Cisimlerin birbirine uyguladığı etki­tepki kuvvetleri konusunda<br />

kavram yanılgısını ortadan kaldırmak için bir etkinlik yapalım.<br />

14. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● İki adet misket<br />

● Kitap<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Televizyonda ve yakın çevrenizde beton zeminlerin veya<br />

kayaların havalı matkaplarla delindiğini ve parçalandığını<br />

görmüş sünüzdür. Ağır iş makinesi olan bu makinelerde kullanılan<br />

delici uçların nasıl çalıştığını fizikte öğrendiğiniz hangi ilke<br />

ile açıklayabilirsiniz. Bu çerçevede aşağıda verilen yönergeyi<br />

takip ederek bir araştırma yapınız.<br />

­ Araştırmanızı yaparken çeşitli kaynaklardan (İnternet,<br />

kütüphane, makine mühendisleri odası, bu konuda yazılmış<br />

bilimsel makaleler vb.) yararlanabilirsiniz.<br />

­ Araştırma sonuçlarını bilgisayarda Powerpoint sunusu<br />

hâline dönüştürerek sınıfta arkadaşlarınıza sununuz.<br />

­ Araştırmanız için size bir hafta süre verilmiştir.<br />

Duran Kitap,<br />

Çarpışan Misket<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Masa üzerindeki misketleri çarpışacak şekilde birbirine<br />

doğru yuvarlayarak hareketlerini gözleyiniz.<br />

2. Masanın üzerinde duran kitabın hangi kuvvetlerin etkisinde<br />

olduğunu tartışınız.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Misketlerin hareket yönlerinde ve hızlarında çarpışma sonrası<br />

bir değişme oldu mu? Nedenleriyle açıklayınız.<br />

2. Masa üzerinde duran kitap, masaya kuvvet uygulamakta<br />

mıdır? Açıklayınız.<br />

3. Masa üzerinde duran kitap, bileşke kuvvetin etkisinde midir?<br />

Açıklayınız.


Etkileşim hâlindeki cisimler birbirine kuvvet uygularlar.<br />

Cisimlerden biri diğerine hangi büyüklükte bir kuvvet uyguluyorsa<br />

diğer cisim de ona aynı büyüklükte kuvvet uygular. Etkileşim<br />

hâlindeki cisimlerin durumları ve hareketleri, etkinlikten de<br />

anlaşıldığı gibi cisimlerden birinin sert, diğerinin yumuşak olması<br />

hâlinde etki­tepki kuvvetlerinin büyüklüklerinin aynı olmasını<br />

değiştirmez.<br />

Örnek<br />

Şekildeki birinci ara ba nın ikinci ara baya uyguladığı kuv ve ti<br />

hesaplayınız (Sür tün me yok).<br />

F = 20 N<br />

Çözüm<br />

Önce sistemin na sıl bir hareket ya pacağını araştı ralım.<br />

Hareketi, New ton’un yasaları be lir lediğin den bu sistemin hangi<br />

yasanın kapsamına girdiğini inceleyelim.<br />

Bunun için de toplam kuvveti bulalım.<br />

F = 20 N<br />

Şekilde de görüldüğü gibi sistem F = 20 N’ luk toplam<br />

kuvvetin etkisinde kalır. Ayrıca Newton’ un II. Hareket Yasası<br />

gereği kuvvetle aynı doğrultuda ve yönde bir ivme kazanır. Bu<br />

ivmeyi bulalım.<br />

a = ΣF / Σm idi.<br />

a = 20 / (3+2)<br />

a = 4 m/s 2 olur.<br />

F =20 N<br />

m 1 = 3 kg<br />

m 1 = 3 kg<br />

→ N1<br />

→ G1<br />

→ G1<br />

m 2 = 2 kg<br />

→ N1 → N2<br />

→ N2<br />

m 2 = 2 kg<br />

Şimdi sistemi parça<br />

lara ayıralım. Bunun<br />

için etki – tepki iç kuvvetlerini<br />

de çizelim.<br />

Parçalardan herhangi birini alalım. İkinci parça F 1,2 kuvvetinin<br />

etkisinde a ivmesiyle hızlanmaktadır. Newton’ un II.<br />

Hareket Yasası gereği<br />

F 1,2 = m 2 a => F 1,2 = 2 . 4 => F 1,2 = 8 N olur.<br />

→ G2<br />

→ F21 →F12<br />

→ G2<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

109


2. ÜNİTE<br />

110<br />

Örnek<br />

m 1 = 3 kg<br />

Şekildeki yüzeyler sür ­<br />

tün melidir ve sürtünme kat<br />

sayısı k = 0,2’dir. Sistemin<br />

birlikte hareket etme<br />

şartıyla sahip ola bileceği<br />

mak simum ivme yi bulunuz<br />

(g = 10 m/s 2 ).<br />

Çözüm<br />

Sistem baş lan gıç ta durmaktadır. Araba a ivmesiyle hızlanmaya<br />

başlayınca ci sim ler durdukları için durmaya devam<br />

etmek isterler. Buna göre sürtünmeleri de dikkate alarak sisteme<br />

etki eden kuvvetleri ve iç kuvvet olan ipteki gerilme kuvvetlerini<br />

çizelim.<br />

→ N1<br />

G 1 =30 N<br />

→ F1<br />

→ T<br />

m 2 = 2 kg<br />

a max<br />

→ F2<br />

N 2 =m 2 .a max<br />

Sürtünme kuvvetlerini hesaplayalım.<br />

F 1 = k . N 1 idi. F s2 = F 2 olduğundan;<br />

F 1 = 0,2 . 30 F 2 = k . N 2<br />

F s1 = F 1 olduğundan; F 2 = 0,2 . 2 . a max<br />

F s1 = 6 N olur. F 2 = 0,4 . a max olur.<br />

İkinci parçada düşey doğrultuda denge söz konusudur.<br />

T = F 2 + G 2 => T = 0,4 . a max + 20 olur.<br />

→ T<br />

G 2 =20 N<br />

Birinci parça T + F net kuvvetiyle ivmeli hareket yap maktadır.<br />

1<br />

F = ma => T + 6 = 3 . a olur. Bu iki eşitlikten,<br />

max<br />

0,4 . a + 20 + 6 = 3 max . a => 2,6 max<br />

. a = 26<br />

max<br />

a = 10 m/s max 2 olur.


F = 20 N<br />

→ FS<br />

Örnek<br />

Başlangıçta hareketsiz<br />

olan kütlelerden birincisi ne<br />

20 N’luk kuvvet etkimek tedir.<br />

Bu kuvvetlerin etki sinde<br />

cisimlerin ka zanaca ğı ivmeleri<br />

bulu nuz (g = 10 m/s 2 ).<br />

Çözüm<br />

Önce cisimlere etkiyen<br />

kuvvetleri çize lim ve bu kuvvetlerin<br />

şid det lerini hesap ­<br />

layalım.<br />

N 1 = G 1<br />

N 1 = 30 N<br />

N 2 = G 1 + G 2<br />

N 2 = 50 N<br />

F = F = k N 12 21 1 1<br />

F = F = 0,2 12 21 . 30<br />

F = 6N<br />

12<br />

F = k . N2<br />

s 2<br />

F = 0,5 s . 50<br />

F = 25N<br />

s<br />

Birinci cisim için<br />

F = m . a => F ­ F21 = m a => 20 ­ 6 = 3 1<br />

1 1 . a1 a = 14 / 3 m/s 1 2 olur.<br />

İkinci cisim;<br />

F > F olduğundan cisim durmaya devam eder.<br />

s 12<br />

A<br />

12,8m<br />

Örnek<br />

3m<br />

F = 20 N<br />

→ F21<br />

k=0<br />

m 1 = 3 kg<br />

k 2 = 0,5<br />

m=2kg<br />

53º<br />

→ N2<br />

B<br />

k=0,75<br />

k 1 = 0,2<br />

→ N1<br />

G 1 = 30 N<br />

G 2 = 20 N<br />

m 2 = 2 kg<br />

37º<br />

→ F12<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

C<br />

2 kg’lık kütleye sahip<br />

şekildeki cisim A<br />

noktasından serbest bıra<br />

kılıyor. Cismin v–t grafiğini<br />

çiziniz (g=10m/s 2 ,<br />

sin53°=0,8 sin37° = 0,6).<br />

111


2. ÜNİTE<br />

112<br />

Çözüm<br />

Önce cismin AB ve BC eğik düzlemlerinde<br />

yapacağı hareketlere karar verelim.<br />

G x = G . sin53°<br />

G x = 20 . 0,8<br />

G x = 16 N<br />

Cisim bu kuvvetin etkisinde ivmeli<br />

hareket yapar.<br />

F = ma<br />

16 = 2 . a a = 8 m/s 2 olur.<br />

Cismin B noktasındaki hızını bulalım.<br />

AB = 8 / sin53°=> AB = 12,8 / 0,8 => AB = 16 m<br />

1<br />

x= t + at<br />

2<br />

olur.<br />

B<br />

A<br />

G y<br />

53º<br />

N 1<br />

G x<br />

G=20 N<br />

53º<br />

2<br />

v0 1 1<br />

B<br />

den<br />

1<br />

16 0<br />

2 8<br />

2<br />

= ⋅ t1+ ⋅t<br />

1 =>16 =4 . t2 => t = 2s 1<br />

v = v 0 + at ’ den => v B = 0 + 8 . 2 => v B = 16 m/s olur.<br />

37º<br />

→Gy<br />

→ N2<br />

→ Gx<br />

G x = G . sin37<br />

G x = 20 . 0,6<br />

G x = 12 N<br />

G = G y . cos37<br />

G = 20 y . 0,8<br />

G = 16 N<br />

y<br />

G = N = 16 N<br />

y 2<br />

F = kN s 2<br />

F = 0,75 s . G=20 N 37º C<br />

16<br />

F = 12 N olur.<br />

s<br />

F = G olduğu görülür. Bu durumda;<br />

s x<br />

F = G ­ F net x s<br />

F = 0 olur. Dolayısıyla cisim 16 m/s’lik hızla düzgün<br />

net<br />

doğrusal hareket yapar.<br />

16<br />

BC = 3 / sin37° => BC = 3 / 0,6 => BC = 5 m<br />

t = x / v ’ den t 2 = 5 / 16 s olur.<br />

v(m/s)<br />

2 37<br />

16<br />

t(s)<br />

t = t 1 + t 2 ’den<br />

t = 2 + (5 / 16)<br />

t = 37 / 16 s olur.


KAMYONUN HIZLANMASI<br />

Yük taşıma işleminde kullanılan ağır tonajlı kamyonların<br />

motorları özellikle harekete geçmesi esnasında yüksek ses<br />

çıkarır. Sesin yüksekliği araçtaki yük miktarına bağlıdır. Yükle<br />

dolu kamyonun harekete geçebilmesi için motora daha fazla gaz<br />

verilir. Bu nedenle motor daha çok ses çıkarır.<br />

Benzer şekilde hareket hâlindeki kamyonun durabilmesi için<br />

güçlü bir fren sistemine ihtiyaç vardır. Durmaya çalışan kamyonda<br />

yük olup olmaması frenin ne kadar kullanılacağını belirler. Yükle<br />

dolu kamyonu durdurmak için frene uzun süre daha kuvvetli<br />

basılır.<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Dokuzuncu sınıfta Newton’un Hareket Yasalarını öğrenmiştiniz.<br />

Bu yasalardan biri olan Newton'un I. Hareket Yasası’na göre<br />

cisimler durumlarını koruma eğilimindedir. Duran bir cisme hiçbir<br />

kuvvet etkimiyorsa veya etkiyen kuvvetlerin bileşkesi sıfır ise<br />

cisim durmaya devam eder. Benzer şekilde, cismin bir hızı varsa<br />

cisim o hızla düzgün doğrusal hareket yapar.<br />

Masa üzerinde üst üste duran<br />

iki kitaptan alttaki kitap, fotoğraftaki<br />

gibi yatay doğrultuda hızla çekilip<br />

alınırsa üstteki kitap masa üzerine<br />

olduğu yere düşer ve durur.<br />

Bu durum eylemsizliğin en iyi<br />

ifadesidir.<br />

Cisimlerin kütlelerinin eşit kollu terazi ile ölçüldüğünü fen ve<br />

teknoloji derslerinde öğrenmiştiniz. Eşit kollu terazi ile ölçülen<br />

kütle, çekim kütlesi olarak bilinir. Kütlenin sayısal ölçümü<br />

yapılabilir mi?<br />

Kütlenin sayısal ölçümü farklı cisimler üzerine belli bir kuvvet<br />

uygulandığında kazanılan ivmelerin karışılaştırılması ile yapılır.<br />

m 1 kütleli bir cisim üzerine bir kuvvet uygulandığını ve a 1 ivmesi<br />

kazandığını, yine aynı kuvvetin m 2 kütlesine uygulandığında a 2<br />

Kuvvet ve Hareket<br />

113


2. ÜNİTE<br />

ivmesi kazandığını, varsayalım. Bu iki kütlenin oranı aynı kuvvetin<br />

bu kütlelere kazandırdığı ivmelerin büyüklüklerinin oranının tersi<br />

114<br />

olarak tanımlanır.<br />

m1 a2<br />

= ’dir. Bunlardan biri bilinen kütle ise bilinmeyen kütle<br />

m a<br />

2 1<br />

ivmelerin ölçülmesiyle bulunabilir. Kütlenin eylemsizlikle bir ilişkisi<br />

var mıdır?<br />

TARTIŞALIM<br />

Kayak parkurunda sporcuların can<br />

güvenliğini sağlamak için tehlikeli bölgelerin<br />

önüne elastik özelliğe sahip şeritler<br />

çekilmiştir. Aynı hıza sahip 90kg olan<br />

Kemal ile 60 kg olan Mustafa kayak<br />

parkurundan çıkarak emniyet şeridine<br />

çarparlar.<br />

Sporculardan hangisi emniyet şeridinin daha çok uzamasına<br />

neden olur? Sınıfça tartışınız.<br />

Eylemsizlik konusunda yanlış algılamaları ortadan kaldırmak<br />

için eylemsizliği farklı şekilde ele alalım. Eylemsizlik Yasası<br />

olarak da bilinen Newtonʼun I. Hareket Yasası cisimlerin hareket<br />

durumlarını koruma eğiliminde olduklarını ifade eder. Başka<br />

bir ifadeyle eylemsizlik cisimlerin hareket durumlarını koruma<br />

eğilimidir. Bu nedenle, durmakta olan otobüsteki çöp kovası<br />

otobüs harekete geçince geriye doğru kayar. Aynı çöp kovası<br />

otobüs durunca ileriye doğru kayar. Bu durum çöp kovasına<br />

etkiyen sürtünme kuvvetiyle değil, eylemsizlik olarak bilinen<br />

cisimlerin hareket durumlarını koruma eğilimiyle açıklanır.<br />

Newton’un II. Hareket Yasası’nın matematiksel ifadesi olan<br />

m=F/a’daki kütle, eylemsizlik kütlesidir. Eylemsizlik kütlesi<br />

ivmelenmeye karşı gösterilen tepkidir. Yükle dolu bir kamyonu<br />

harekete geçirmek için boş kamyona göre motora daha çok<br />

gaz basılması veya aynı kamyonu durdurmak için frene uzun<br />

süre kuvvetli basılması bu durumla açıklanır. Kayak parkurunun<br />

dışına çıkan sporcuların can güvenliğini sağlamak için parkurun<br />

kenarına çekilen elastik özellikteki şerite çarpan sporculardan<br />

kütlesi büyük olan şeriti daha çok gerer. Benzer şekilde otobüs<br />

hareket ettiğinde yan yana oturan, kütleleri farklı iki yolcudan<br />

kütlesi büyük olan yolcu, koltuğu daha çok geriye doğru iter.<br />

Bir cismin eşit kollu teraziyle ölçülen kütlesi ve eylemsizlik<br />

kütlesi şeklinde farklı iki kütlesinden bahsedilmesi o cismin<br />

iki kütlesi olacağı anlamına gelmez. Bu nedenle sadece kütle<br />

sözcüğü kullanılır.


A. Aşağıdaki ifadelerde noktalı yerleri, tabloda verilen kelimelerle anlamlı biçimde<br />

tamamlayınız.<br />

şeklini ve/veya hareketini sıcaklık paralelkenar çokgen<br />

zaman yönlü şekil bileşenlere ayırma<br />

1. Kuvvet cisimlerin …………………………………………. değiştirebilir.<br />

2. Kuvvet …………………………………..………… büyüklüktür.<br />

3. Kuvvetler ………………………………………….. yöntemleri ile toplanır.<br />

B. Aşağıda birbirleri ile bağlantılı cümleler içeren bir etkinlik verilmiştir. Bu cümlelerin doğru<br />

‟D” ya da yanlış ‟Y” olduğuna karar vererek ilgili ok yönünde ilerleyiniz. Her doğru kararınız<br />

size 5 puan kazandıracak ve bir sonraki aşamayı etkileyecektir. Vereceğiniz cevaplarla farklı<br />

yollardan sekiz ayrı çıkışa ulaşabilirsiniz. En çok puan alacağınız çıkışı bulunuz.<br />

1<br />

C. Aşağıdaki soruları cevaplayınız.<br />

Net kuvvet varsa<br />

ivme vardır.<br />

D<br />

Y<br />

2<br />

İvme ile hız aynı yönlü<br />

ise hızlanma vardır.<br />

3<br />

İvme ile hız zıt yönlü<br />

ise yavaşlama vardır.<br />

1. Başlangıçta hareketsiz olan şekildeki kayık, aynı düzlemdeki<br />

üç kuvvetin etkisinde kaldığında da durmaya devam ediyor. Bu<br />

kuvvetlerden ikisi şekildeki gibidir. Üçüncü kuvveti çiziniz.<br />

Y<br />

Y<br />

D<br />

D<br />

4<br />

D<br />

Serbest düşme hareketinde<br />

hız ile ivme zıt Y<br />

yönlüdür.<br />

5<br />

Serbest düşme<br />

hareketinde hız ile<br />

ivme aynı yönlüdür.<br />

6<br />

Yukarı doğru düşey<br />

atış hareketinde<br />

başlangıçta ivme ile<br />

hız aynı yönlüdür.<br />

7<br />

Yukarı doğru düşey<br />

atış hareketinde<br />

başlangıçta ivme ile<br />

hız zıt yönlüdür.<br />

115<br />

→ F1<br />

D<br />

Y<br />

D<br />

Y<br />

D<br />

Y<br />

→ F2<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

6<br />

7<br />

8


2. Düz bir yolda x ­ t grafiği şekildeki gibi<br />

olan İlayda’nın ilk 10 saniyedeki ortalama hızı<br />

kaç m/s’dir?<br />

3. Düz bir yolda aynı yerden, aynı yönde<br />

ve aynı anda harekete başlayan İlayda ve<br />

Karya’nın v ­ t grafikleri şekildeki gibidir.<br />

a) İlayda ile Karya kaç saniye sonra yan yana<br />

gelirler?<br />

b) İlayda kaçıncı saniyede Karya’nın 100 m<br />

önünde olur?<br />

4. Şekildeki m kütlesinin, 2m kütleli eğik düzlem üzerinde<br />

kaymadan birlikte hareket edebilmeleri için a ivmesi kaç m/s 2<br />

olmalıdır (Sin37°=0,6 Cos37°=0,8 g=10 m/s 2 )?<br />

5. Şekildeki bütün yüzeyler sürtünmelidir ve k=0,2’dir. 4<br />

kg kütleli m 3 cismi serbest bırakılıyor. Buna göre;<br />

a) m 1 kütlesine bağlı ipteki gerilme kuvveti kaç N’dur?<br />

b) m 2 kütlesinin ivmesini bulunuz (g=10 m/s 2 ).<br />

6. Elinin yerden yüksekliği 2,25 m olan sporcu topu<br />

yatayın 37° üstüne doğru 10 m/s’lik hızla fırlatıyor. Topun<br />

menzili kaç m’dir (g=10 m/s 2 )?<br />

116<br />

40<br />

35<br />

30<br />

25<br />

20<br />

15<br />

10<br />

5<br />

x(m)<br />

0 5 10 15 20<br />

10<br />

5<br />

v(m/s)<br />

0<br />

10<br />

→ a<br />

2m<br />

k=0<br />

İlayda<br />

Karya<br />

m<br />

m 1 =2kg<br />

m 2 =3kg<br />

37º<br />

v = 10 m/s<br />

37º<br />

2,25m<br />

t(s)<br />

t(s)<br />

m 3 =4kg


7. Motorsikletle gösteri yapan bir<br />

sürücünün nehre düşmeden karşıya<br />

güvenle geçebilmesi için hızı en az<br />

kaç m/s olmalıdır (g=10 m/s 2 )?<br />

8. 80 m/s’lik hızla seyreden bir taksinin<br />

şoförü, kavşağa 60 m kala sağdaki yoldan<br />

gelen bir kamyonu görür. Geçiş üstünlüğü<br />

kamyona ait olduğu için taksi şoförü kavşağa<br />

50 m kala frene basar ve tam kavşakta durur.<br />

Buna göre<br />

a) Taksinin fren ivmesi kaç m/s 2 ’dir?<br />

b) Taksinin v ­ t ve a ­ t grafiklerini çiziniz.<br />

c) Taksi şoförü kavşağa 25 m kala kamyonu<br />

hangi hızla hareket ediyor görür?<br />

D. Aşağıdaki soruları verilen metne göre cevaplayınız.<br />

Deniz ve Kara isimli uçaklar havaalanından<br />

kalkarak güney ­ kuzey doğrultusunda havaya göre<br />

aynı hızla hareket ederler. Bu esnada batı ­ doğu<br />

doğrultusundan batı yönünde rüzgâr çıkar.<br />

a. Yerde hareketsiz hâlde bulunan İlayda,<br />

uçakları hangi hızla hareket ediyor görür?<br />

b. Deniz isimli uçaktaki Karya, Kara isimli uçağı<br />

nasıl görür?<br />

E. Aşağıdaki ifadelerden doğru olanların karşısına ‟D”, yanlış olanların karşısına ‟Y” yazınız.<br />

1. Yatayın üstüne doğru eğik atış hareketi düşey doğrultuda aşağıdan yukarıya düşey atış<br />

hareketi ile yatay doğrultuda düzgün doğrusal hareketin bileşkesi bir harekettir. ( )<br />

2. Yatay atış hareketi yatay doğrultuda düzgün doğrusal hareket ile düşey doğrultuda<br />

yukarıdan aşağıya düşey atış hareketinin bileşkesi bir harekettir. ( )<br />

3. Yatayın üzerine doğru eğik atış hareketinde, tepe noktasında hız sıfırdır. ( )<br />

1m<br />

B<br />

v 0<br />

Deniz<br />

117<br />

20 m<br />

v = 80m/s<br />

Taksi<br />

K<br />

v v<br />

G<br />

v = 60m/s<br />

50 m<br />

Kara<br />

v R = v<br />

Yer<br />

Kamyon<br />

D


F. Aşağıda kavram haritasındaki boşlukları verilen kavramlardan hareketle doldurunuz.<br />

Yatay atış Düzgün hızlanan hareket Eğik atış<br />

Gelişigüzel değişen hareket Değişen hareket Düzgün hareket<br />

Düzgün yavaşlayan hareket Serbest düşme hareketi Çembersel hareket<br />

118


ELEKTRİK<br />

3. ÜNİTE


Bu ünitede;<br />

KONULAR<br />

* FOTOKOPİ MAKİNESİ<br />

* POTANSİYEL ENERJİ<br />

* FAREYE DE PİL TAKTILAR!<br />

Elektrik yükünün nasıl elde edildiği, noktasal yükler arasındaki<br />

elektriksel kuvveti; elektriksel alan, elektriksel potansiyel ve elektrik<br />

potansiyel enerjisi ile ilgili kavramları, modellemeleri, üreteçlerin seri ve<br />

paralel bağlama şekillerini deneyerek keşfedeceğiz ve günlük hayatta<br />

kullanım yerlerini tartışacağız.


FOTOKOPİ MAKİNESİ<br />

100 yıl önce bir belgenin çoğaltılabilmesi için ya fotoğrafının<br />

çekilmesi ya da her seferinde elle yazılması gerekiyordu. Bu iki<br />

yöntem de çok pahalı ve oldukça zaman alıcıydı. Bu şekilde belge<br />

kopyalamanın çok zor olduğunu gören Chester Carlson (Çestır<br />

Karlsın), kopyalamanın daha kolay yolunu bulmaya karar verdi ve<br />

insanoğlunun bilgi paylaşım şeklini değiştiren, gelmiş geçmiş en<br />

önemli buluşlardan biri kabul edilen fotokopi makinesini icat etti.<br />

17 Şubat 2006 tarihinde 100. doğum yılı kutlanan ve<br />

kopyalama teknolojisinin mucidi olan Chester Carlson, bu icadıyla<br />

dünyada bir devrim yarattı. Chester Carlson aynı zamanda şu an<br />

yıllık cirosu (iş hacmi) 112 milyar dolar olan doküman yönetimi<br />

pazarının da kurucusudur.<br />

Fotokopi makinesinin icadı bugün iş hayatımızda kullandığımız<br />

gelişmiş yazıcı, faks, tarayıcı ve dijital baskı sistemleri<br />

gibi ürünlerin de ortaya çıkmasını sağladı. Tüm bu ürünler aynı<br />

çalışma prensibinden hareketle geliştirildi. Peki, bu çalışma<br />

prensibi nedir? Bunu kısaca şu şekilde açıklayabiliriz.<br />

“Işığa maruz kaldıklarında iyi bir iletkene dönüşen ve<br />

fotoiletken adı verilen bir madde (örneğin gri selenyum) ile kaplı<br />

silindirik bölme(1), yüksek potansiyel farkı altında elektrostatik<br />

olarak yüklü hâle getirilir (corona teli ile). Yüksek ışık şiddetine<br />

sahip bir lamba, dokümanı tarar ve dokümanın beyaz alanları<br />

üzerine düşen bu ışığı fotoiletkenin üzerine düşecek şekilde<br />

yansıtır(2). Işığa maruz kalan alanlar iletken olacağından nötr<br />

hâle gelir. Işığa maruz kalmayan alanlar ise negatif yüklü kalır.<br />

Elektrik<br />

121


3. ÜNİTE<br />

Yine elektrostatik olarak pozitif yüklenmiş toner zerrecikleri,<br />

silindir üzerine püskürtüldüğünde (3) negatif yüklü (ışığa maruz<br />

kalmayan) alanlar tarafından çekilir. Daha sonra bu pozitif ve<br />

negatif yüklü etkileşme sonucu tonerle bütünleşen silindir, farklı<br />

bir mekanik sistemle alınan kâğıdın üzerinden geçirilir(4). Yüksek<br />

sıcaklık ve basınçta ısıtılan toner, kâğıt üzerine âdeta yapıştırılır.<br />

Böylece kopyalama işlemi bitmiş olur. Silindir dönerek sivri uçlu<br />

bir plastik yardımıyla temizlenir ve ikinci bir kopyalamaya hazır<br />

hâle gelir.”<br />

Bu kitap için düzenlenmiştir.<br />

122<br />

En önemli buluşlar arasında gösterilen fotokopi makinelerinin<br />

çalışma prensiplerinin hangi fiziksel temellere dayandırıldığını<br />

birlikte irdeleyelim. Öncelikle fotokopi makinelerinin temel<br />

parçalarından biri olan silindirik bölümün yüklü hâle nasıl<br />

getirildiğini araştıralım.<br />

Fen ve teknoloji derslerinde ve dokuzuncu sınıf kimya dersinde<br />

nötr atomu ve bu atomun elektrik yükü ile nasıl yüklendiğini<br />

öğrenmiştiniz. 7. sınıf fen ve teknoloji dersinde elektriklenmeyi<br />

temas ile elektriklenme ve etki ile elektriklenme olmak üzere<br />

ikiye ayırmıştınız. Sahibi tarafından taranmakta olan bir kedinin<br />

tüylerinin temas ile elektriklenmenin bir çeşidi olan sürtünme ile<br />

elektriklenme sonucu kabardığını biliyoruz. Yine buna benzer bir<br />

şekilde kış aylarında giydiğimiz yünlü kazaklarımızı çıkarırken<br />

oluşan kıvılcım ve buna bağlı olarak çıkan sesin de nedeni<br />

sürtünme ile elektriklenmedir.<br />

Şimdi temas gerektiren elektriklenme olaylarından bir diğeri<br />

olan dokunma ile elektriklenmeyi inceleyelim.<br />

1. Etkinlik Dokunarak Elektriklenme<br />

Araç ve Gereçler<br />

● İki adet ebonit<br />

çubuk<br />

● Elektroskop<br />

● Yün kumaş<br />

parçası<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Her iki ebonit çubuğu da elektroskobun topuzuna değdirip<br />

elektroskobun hareketini gözlemleyiniz.<br />

3. Ebonit çubuklardan birini yün kumaşa sürterek çubuğun<br />

elektriklenmesini sağlayınız.


4. Elektriklenmiş ebonit çubuğu elektroskoba dokundurunuz ve<br />

elektroskobun yapraklarının hareketini gözlemleyiniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Ebonit çubuğu elektroskoba ilk dokundurduğumuz anda<br />

elektroskobun yapraklarında ne gözlemlediniz?<br />

2. Ebonit çubuğu yükledikten sonra ikinci kez elektroskoba<br />

dokundurduğunuzda elektroskop yapraklarında herhangi<br />

bir hareketlenme oldu mu? Eğer olduysa bu durumu nasıl<br />

açıklarsınız?<br />

Sürtünme ile elektriklenme sonucu tüyleri kabarmış olan bir<br />

kedi, tüyleri yüklü olmayan başka bir kediye dokunduğunda o<br />

kedinin de tüylerini kabartır. Uzun süre hareket hâlinde olan bir<br />

aracın kapısına dokunduğunuzda, araçtaki sürtünmeyle birikmiş<br />

yüklerin vücudunuza geçtiğini hissedersiniz. Bu gibi örnekler<br />

dokunma ile elektriklenmenin günlük yaşantımızda karşımıza<br />

çıkan uygulamalarıdır.<br />

Şimdi de elektriklenme çeşitlerinden biri olan etki ile elektriklenmeyi<br />

bir etkinlikle inceleyelim.<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Ebonit çubuk<br />

● Elektroskop<br />

● Yün kumaş<br />

2. Etkinlik Etki İle Elektriklenme<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Sınıfınızda 5 veya 6 kişilik gruplar oluşturunuz.<br />

2. Ebonit çubuğu yün kumaşa sürtmeden önce elektroskoba<br />

yaklaştırıp uzaklaştırınız.<br />

3. Ebonit çubuğu yün kumaşa sürterek elektriklenmesini<br />

sağlayınız.<br />

4. Ebonit çubuğu elektroskoba yaklaştırıp uzaklaştırınız<br />

ve elektroskobun yapraklarındaki hareketi dokundurmadan<br />

gözlemleyiniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Ebonit çubuğu yün kumaşa sürtmeden elektroskoba<br />

yaklaştırıp uzaklaştırırken, elektroskobun yapraklarında ne<br />

gözlemlediniz?<br />

2. Ebonit çubuğu yün kumaşa sürttükten sonra elektroskoba<br />

yaklaştırıp uzaklaştırdığınızda elektroskobun yapraklarında ne<br />

gözlemlediniz? Bunun nedenini nasıl açıklarsınız?<br />

Elektrik<br />

123


3. ÜNİTE<br />

Çevremizi dikkatlice incelediğimizde elektriklenme çeşitlerine<br />

günlük hayattan pek çok örnek bulabiliriz. Saçımıza sürttüğümüz<br />

plastik bir tarağı musluktan akan suya yaklaştırdığımızda suyun<br />

akış doğrultusunun değişmesi, fotokopi makinelerindeki silindirden<br />

kağıda aktarım yapılması, çok sık temizlememize rağmen<br />

bilgisayar ve televizyon ekranlarının daha fazla tozlanması vb.<br />

durumlarda elektriklenmenin etkisi vardır.<br />

124<br />

Pekiştirelim<br />

Şimdi siz de aşağıdaki çizelgeye benzer bir çizelgeyi<br />

defterinize çizerek verilen örneklerin, hangi tür elektriklenmeyle<br />

açıklanabileceğini karşılarına yazınız.<br />

Günlük Hayattan Örnek Elektriklenme Türü<br />

Ameliyathanelerin zemin le rinin<br />

iletkenle kaplanması<br />

LPG istasyonlarında do lum<br />

esnasında araca bir ilet ken<br />

bağlanması hangi tür elektriklenmenin<br />

olumsuz so nucunu<br />

ortadan kaldırmak için<br />

yapılmıştır?<br />

Saçların taranırken diken diken<br />

olması<br />

Petrol tankerlerinde yere değen<br />

zincirler bulunması han gi<br />

tür elektriklenmenin o lum suz<br />

sonucunu ortadan kal dırmak<br />

içindir?<br />

Bulutların yıldırım veya şim şeği<br />

oluşturması<br />

İletken veya yalıtkan maddeler herhangi bir yolla elektriklenirken<br />

ya yük alır ya da yük verirler. Bu yük alış verişi esnasında ayrı ayrı<br />

maddelerin yük miktarları değişmekle birlikte toplam yük miktarı<br />

sabit kalmaktadır. Maddeler, bünyelerinde bulundurdukları pozitif<br />

ve negatif yük sayıları karşılaştırılarak pozitif yüklü, negatif yüklü<br />

ve nötr olarak isimlendirilirler. Maddelerde pozitif yük sayılarını<br />

protonlar, negatif yük sayılarını ise elektronlar belirler. Eğer bir<br />

maddede pozitif yük sayısı negatif yük sayısından fazla ise bu<br />

madde pozitif, tersi durumda negatif yüklü olarak adlandırılır.<br />

Bir maddenin pozitif yüklü olması onun sadece pozitif yüklere<br />

sahip olduğunu ifade etmez. Bu durumda maddedeki pozitif<br />

yük miktarı, negatif yük miktarından fazladır. Benzer şekilde<br />

eğer maddedeki pozitif yük sayısı negatif yük sayısına eşitse bu<br />

madde nötr olarak adlandırılır. Ancak, maddenin nötr olması onun<br />

yüksüz olduğu anlamına gelmez. Bu durumda, maddedeki pozitif


yük miktarı ile negatif yük miktarı birbirine eşittir.<br />

Burada, pozitif yük sayısı np negatif yük sayısı n ile verilirse<br />

e<br />

n = n nötr cisim<br />

p e<br />

n > n pozitif yüklü cisim<br />

p e<br />

n > n negatif yüklü cisim olarak adlandırılır.<br />

e p<br />

1 proton veya 1 elektronun yük miktarı birim yük olarak<br />

adlandırılır. Bu yüke aynı zamanda elemanter yük de denir ve e.y<br />

ile gösterilir.<br />

1<br />

1 e.y =<br />

6310 18 C 1 e.y = 1,6.10<br />

, .<br />

­19 C<br />

Elektrik olaylarıyla ilgili araştırmalar yapan Benjamin Franklin<br />

(Benjamin Franklin), elektriklenme olayındaki pozitif ve negatif<br />

yükleri keşfetmiş ve ‟Elektrik Yüklerinin Korunumu İlkesi”ni ortaya<br />

atmıştır. Benjamin Franklin fırtınalı bir havada uçurtma uçurarak<br />

gerçekleştirdiği deney sonucu şimşeğin elektriksel bir olay<br />

olduğunu keşfetmiştir. Benjamin Franklin hakkında ayrıntılı bilgi<br />

kitabın sonundaki ‟<strong>Fizik</strong> Bilimine Katkı Sağlayan Bilim İnsanları”<br />

bölümünde verilmiştir.<br />

Öğrendiklerimizi bir etkinlikle irdeleyelim.<br />

3. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● 3 adet ebonit<br />

çubuk<br />

● İletken tel<br />

● Açıölçer<br />

● Cetvel<br />

● Elektroskop<br />

● Yün kumaş<br />

Hangisinin Yükü Daha<br />

Fazla<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Elektroskobu nötr hâle nasıl getireceğinizi arkadaşlarınızla<br />

tartışınız.<br />

3. Elektroskobu kullanmadan önce nötr hâle getiriniz.<br />

4. Ebonit çubuktaki yük miktarlarının karşılaştırılmasına<br />

yönelik bir hipotez kurunuz.<br />

5. Ebonit çubukları ayrı ayrı yükleyiniz ve elektroskobun<br />

topuzuna ayrı ayrı dokundurunuz. Hangi ebonit çubukta daha<br />

fazla yük olduğunu bulunuz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Ebonit çubukların yük miktarları karşılaştırılırken nasıl bir<br />

yol izlediğinizi açıklayınız.<br />

2. Elektroskobu nasıl nötr hâle getirdiniz? Açıklayınız.<br />

3. Kurduğunuz hipotez ölçme sonuçlarınızı destekledi mi?<br />

Elektrik<br />

125<br />

Benjamin Franklin<br />

Amerika’nın Boston eya-<br />

letinde, 17 Ocak 1706’ da<br />

doğdu. Elektrik olaylarıyla ilgili<br />

araştırmalar yapan Franklin,<br />

elektrik yüklerindeki pozitif<br />

ve negatif yükleri keşfetti ve<br />

elektriğin korunumu ilkesini<br />

ortaya attı. Paratoner'i keşfetti,<br />

güneş ışığından daha<br />

fazla yararlanmak için saat<br />

uygulamasını başlattı. 17 Nisan<br />

1790'da Philadelphia'da<br />

öldü.


3. ÜNİTE<br />

126<br />

Yüklü Cisimlerin Yük Dağılımları<br />

Yalıtkan bir madde olan şişirilmiş balon, kâğıt parçalarını<br />

çekmez. Ancak balonun bir yüzeyini yünlü bir kumaşa ya da<br />

yün kazağımıza sürttükten sonra kâğıt parçalarını çektiğini,<br />

sürtülmeyen tarafın ise kâğıt parçalarını hâla çekmediğini<br />

gözlemleriz.<br />

Burada balonun yüzeyinin bir kısmı elektrostatik olarak<br />

elektrik yüküyle yüklenmiş ancak yüzeyin tamamı elektrik yüküyle<br />

yüklenememiştir. Bu bize yalıtkan maddelerin yüzeylerinin<br />

bölgesel olarak yüklenebileceğini gösterir.<br />

Fotokopi makinesinin silindir kısmının yüzeyi, yüksek gerilim<br />

altında elektrostatik olarak yüklendikten sonra üzerine yüksek<br />

şiddette ışık düşürülünce iletken kısmındaki yükler nötr hâle gelir.<br />

Silindirin yüzeyi kısmen elektrikle yüklü kalır.<br />

Acaba iletken cisimler elektrik yüküyle yüklenirse bu cisimlerin<br />

yüzeylerinde nasıl bir yük dağılımı gözlemlenir? Bu sorunun<br />

cevabını ‟Yük Nerededir?” etkinliğini yaparak bulalım.<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Elektroskop<br />

● Ebonit çubuk<br />

● Yün kumaş<br />

● Alüminyum tas<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Gökdelen, cami minaresi vb. birçok yüksek yapılarda<br />

paratonerler niçin bulunmaktadır? Paratonerlerin işlevini ve<br />

hangi fizik ilkesine göre çalıştığını araştırınız.<br />

4. Etkinlik Yük Nerededir?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Ebonit çubuğu yün kumaşa sürterek yükleyiniz.<br />

2. Yüklenmiş ebonit çubuğu alüminyum tasın dış yüzeyine<br />

daha sonra da elektroskobun topuzuna dokundurunuz.<br />

3. Ebonit çubuğu yün kumaşa tekrar sürterek yükleyiniz.<br />

4. Yüklenmiş ebonit çubuğu alüminyum tasın iç yüzeyine<br />

daha sonra da elektroskobun topuzuna dokundurunuz.


Sonuca Varalım<br />

1. Ebonit çubuğu alüminyum tasın dış yüzeyine dokundurduktan<br />

sonra elektroskobun topuzuna dokundurduğunuzda,<br />

elekt roskobun yapraklarının durumu ne oldu?<br />

2. Ebonit çubuğu alüminyum tasın iç yüzeyine dokundur duktan<br />

sonra elektroskobun topuzuna dokundur duğu nuzda elekt roskobun<br />

yapraklarının durumu ne oldu?<br />

3. Bu iki durum arasında bir fark var mıdır?<br />

İletkenlerde elektrik yükleri, iletkenin<br />

şekline bağlı olarak yüzeyin her bölgesine<br />

yayılır. Eğer iletken, küre gibi simetrik<br />

bir yapıdaysa yüzeydeki yük yoğunluğu<br />

her bölgede aynıdır. Koni gibi bir cisimde<br />

ise yük dağılımı sivri uçlarda fazla olacak<br />

şekil dedir. Bunun nedeni elektriksel kuvvetlerin<br />

varlığıdır. Bu elektriksel kuvvetleri<br />

ünitenin ilerleyen kısım larında detaylı inceleyeceğiz.<br />

Fotokopi makine sinin silindirine<br />

yüksek şiddette ışık düşürül düğünde<br />

foto iletken kısım iletken hâle gelirken negatif<br />

yükler iletken ortamda hareket eder.<br />

İletken cisimler, elle tutularak sürtünme<br />

yoluyla elektrostatik olarak yüklenemezler.<br />

Bunun sebebi sizce nedir?<br />

Elektrik yüklerinin iletkenin dış yüzeyine yayılmaları sonucu<br />

İngiliz fizikçi Michael Faraday (Maykıl Faraday) uygulama alanı<br />

olarak kendi buluşu olan ‟Faraday Kafesi”ni yapmıştır. Kafesin<br />

içerisinde elektriksel alanın olmadığı bir bölge oluşturmuştur.<br />

Michael Faraday hakkında ayrıntılı bilgi kitabın sonundaki ‟<strong>Fizik</strong><br />

Bilimine Katkı Sağlayan Bilim İnsanları” bölümünde verilmiştir.<br />

Günlük hayatta bu buluşun en güzel uygulaması, yıldırım<br />

düşme tehlikesine karşılık can güvenliği için arabanın içine<br />

girilmesidir. Burada araba ‟Faraday Kafesi” işlevi görmektedir.<br />

Bu durum insanlar için emniyet sağlamaktadır.<br />

Elektrik<br />

127<br />

Michael FARADAY<br />

22 Eylül 1791’de Newington,<br />

Surrey ’de doğdu.<br />

1813’te Davyʼnin desteğiyle<br />

kimya asistanı oldu. 1825ʼte<br />

laboratuvar müdürlüğüne getirildi.<br />

1833’te enstitüye ders<br />

verme mecburiyeti olmaksızın<br />

kimya profesörü olarak<br />

tayin edildi. Hayatının tümünü<br />

enstitünün çalışmalarına<br />

adadı. 1820’li yıllarda fen<br />

çalışmalarına daha ziyade<br />

elektriğe ait konularda ağırlık<br />

vermiştir. Mekanik enerjiyi bir<br />

mıknatıs yardımıyla elektriğe<br />

dönüştürdü. 25 Ağustos<br />

1867 ʼde Londra’da öldü.


3. ÜNİTE<br />

128<br />

Pano Hazırlıyoruz<br />

Sevgili öğrenciler, sizden Faraday kafesinin günümüzdeki<br />

uygulama alanlarını araştırmanız ve elde ettiğiniz verileri konu<br />

ile ilgili görsel materyallerle birleştirerek bir pano hazırlamanız<br />

beklenmektedir. Araştırmanızı yaparken aşağıdaki yönerge<br />

size yardımcı olacaktır.<br />

­ Araştırmanızı yaparken İnternet, kütüphane ve konu<br />

hakkında yazılmış bilimsel makaleler vb. kaynaklardan<br />

yararlanabilirsiniz.<br />

­ Araştırma verilerinizi konu ile ilgili resimler veya sizin<br />

çekeceğiniz fotoğraflarla destekleyiniz.<br />

­ Elde ettiğiniz araştırma verilerini, resimlerini ve çektiğiniz<br />

fotoğrafları diğer arkadaşlarınızla bir araya gelerek birleştiriniz.<br />

­ Elde ettiğiniz araştırma verilerini, çektiğiniz fotoğrafları<br />

ve değişik kaynaklardan bulduğunuz resimleri birbirleri ile<br />

ilişkilendirerek bir sınıf panosu hazırlayınız.<br />

­ Hazırladığınız sınıf panosu hakkında, arkadaşlarınızla bir<br />

araya gelerek bir değerlendirmede bulununuz.<br />

Fotokopi makinelerinin çalışma prensibini incelemiş,<br />

pozitif yüklü tonerin silindir üzerindeki negatif yüklü bölmelere<br />

tutunduğunu ve yüksek sıcaklıkta kâğıda yapıştığını görmüştük.<br />

Fen ve teknoloji derslerinden elektrik yüklerinin birbirine kuvvet<br />

uyguladığını biliyoruz. Yüklerin birbirine uyguladıkları kuvvetlerin<br />

nelere bağlı olduğunu yapacağımız etkinliklerle keşfedelim.<br />

Etkinliğe başlamadan önce bir doğa olayı olan ve günlük<br />

hayatta çok sık rastladığımız yıldırım düşmesine bir göz atalım.<br />

Yıldırım oluşumunda sürtünmeyle elektriklenen bulutlar uygun<br />

şartlar oluşunca yerden elektron alarak nötrleşirler. Bu olay, can<br />

ve mal kaybına neden olabileceğinden insanlar ve diğer canlılar<br />

için tehlike oluşturur.<br />

Yıldırımın olumsuz etkilerinden korunmak için yapılan<br />

paratonerlerin neden yüksek binalara takıldığını ve niçin sivri uçlu<br />

olduklarını hiç merak ettiniz mi?<br />

Bu soruya doğru cevap verebilmek için elektrik yükleri<br />

arasındaki kuvvetin nelere bağlı olduğunu bilmemiz gerekir.


Araç ve Gereçler<br />

● Alüminyum folyo<br />

● Ebonit ya da<br />

cam çubuk<br />

● Yün ya da ipek<br />

kumaş<br />

● İp<br />

● Dört adet destek<br />

çubuğu<br />

● Milimetrik kâğıt<br />

● Süreölçer<br />

● İki adet üçayak<br />

● İki adet bağlama<br />

parçası<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. İki yüklü parçacık arasında oluşan elektriksel kuvvetin nelere<br />

bağlı olduğunu arkadaşlarınızla tartışınız.<br />

3. İkinci adımdaki tartışma sonuçlarınızı da göz önünde<br />

bulundurarak hipotez kurunuz.<br />

4. Kurduğunuz hipoteze yönelik değişkenleri belirleyiniz ve<br />

defterinize aşağı da kine benzer bir çizelge oluşturarak doldurunuz.<br />

Hipotez 1: Yükler arasındaki uzaklık arttıkça / azaldıkça kuvvet<br />

artar / azalır / değişmez.<br />

Hipotez 2: …………………………..<br />

Bağımlı<br />

Değişken<br />

Elektriksel<br />

Kuvvet<br />

Bağımsız<br />

Değişken<br />

Yükler Arasındaki<br />

Uzaklık<br />

Kontrol Edilen<br />

Değişken<br />

Yük Miktarı,<br />

Ortam<br />

………….. ………………. …………..<br />

→ F<br />

a<br />

5. Etkinlik<br />

X<br />

d<br />

L<br />

a<br />

→ →<br />

m g 1<br />

m2g<br />

θ<br />

→ F<br />

Elektriksel Kuvvet Nelere<br />

Bağlıdır?<br />

5. Sürtünmeyle yükledi<br />

ğiniz ebonit veya cam<br />

çubuğu alüminyum folyodan<br />

yapılmış küçük kürelere<br />

değdirerek aynı yükle<br />

yüklen mesini sağlayınız. Milimetrik<br />

kâğıdı duvara yapıştırarak<br />

alüminyum folyoyu<br />

iki boyutta hareket edecek<br />

şekilde milimetrik kâğıdın<br />

Elektrik<br />

129


3. ÜNİTE<br />

önüne yerleştiriniz. Kurduğunuz düzenekte x’i değiştirerek farklı<br />

durumlar için alüminyum folyonun ne kadar uzaklaştığını ölçünüz.<br />

(Burada ölçmeye çalıştığınız d uzaklığı, yük merkezlerinin arasındaki<br />

uzaklıktır). Elde ettiğiniz sonuçları aşağıdaki çizelgeye benzer<br />

bir çizelgeyi defterinize oluşturarak uygun yerlere yazınız.<br />

130<br />

Deneme d (m) a (m) F/m = ga/L (N/kg) 1/d2 (1/m2 1.deneme<br />

2.deneme<br />

3.deneme<br />

4.deneme<br />

)<br />

tanθ= F / (mg) = a / L buradan F / m = g(a / L)<br />

6. Birinci hipoteze yönelik ölçümlerin benzerlerini kendi<br />

kurduğunuz hipotez için yapınız. Elde ettiğiniz sonuçları defterinize<br />

aşağı da kine benzer bir çizelge oluşturarak doldurunuz.<br />

Kumaşa Sürtülen<br />

Deneme Çubuğun Sürtünme<br />

Süresi (s)<br />

x (cm) a (cm) Yorum<br />

1 15 5<br />

2 30 5<br />

3 45 5<br />

4 60 5<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Kurduğunuz hipotezler ile ölçme sonuçlarınız uyuşuyor mu?<br />

2. Elektriksel kuvvet ile d arasında nasıl bir ilişki vardır?<br />

3. Elektriksel kuvvet ile cisimlerin yük miktarlarının çarpımı<br />

arasında nasıl bir ilişki vardır?<br />

4. Elektriksel kuvvet, yük miktarı ve uzaklık arasındaki ilişkiye<br />

benzer bir ilişki kütle çekim kuvveti, uzaklık ve kütleler arasında var<br />

mıdır? Tartışınız.<br />

5. Kütle çekim kuvveti ile elektriksel kuvvet arasındaki farklılıklar<br />

çizelgede verilmiştir. Bu iki çeşit kuvvet arasındaki benzerlikleri<br />

aşağıdaki çizelgeye benzer bir çizelgeyi defterinize oluşturarak<br />

doldurunuz.<br />

Kuvvet Çeşidi Benzerlikler Farklılıklar<br />

Kütle çekim<br />

kuvveti<br />

Elektriksel<br />

kuvvet<br />

­<br />

­<br />

­<br />

­<br />

­ Sadece çeken bir kuvvettir.<br />

­ Negatif kütle yoktur.<br />

­ Zayıf bir kuvvettir.<br />

­ Hem çeken hem de iten bir<br />

kuvvettir.<br />

­ Negatif ve pozitif yük vardır.<br />

­ Kütle çekiminden büyüktür.


Dokuzuncu sınıf fizik dersinde maddeler arasında kütle çekim<br />

kuvvetinin olduğunu ve bu kuvvetin büyüklüğünün;<br />

F=G MM<br />

2<br />

r<br />

1 2<br />

ile hesaplandığını öğrenmiştiniz.<br />

Evrendeki maddelerin, cisimlerin, insanların, ağaçların vb.<br />

tüm varlıkların her birinin bir bütün hâlinde bulunmasını sağlayan<br />

en önemli kuvvet elektriksel kuvvettir. Bu kuvvetin büyüklüğü,<br />

F=k qq<br />

2<br />

d<br />

1 2<br />

ile hesaplanır.<br />

Burada d, yük merkezlerinin birbirine olan uzaklığını<br />

gösterirken k (coulomb sabiti), ortamın elektriksel geçirgenliği ile<br />

ilişkili bir katsayıdır.<br />

− C<br />

Boş uzay için, elektriksel geçirgenlik eo ≈88510 ⋅<br />

Nm<br />

12<br />

2<br />

,<br />

2<br />

Nm<br />

coulomb sabiti ise k ≈910 ⋅<br />

C<br />

9<br />

2<br />

2 dır.<br />

→ F21<br />

+q 1<br />

+q 1<br />

→ F21<br />

d<br />

d<br />

Şekilde de görüldüğü gibi elektriksel kuvvetler etki ­ tepki<br />

çiftleridir ve F 21 = F 12 dir.<br />

Fotokopi makinelerinde negatif yüklü silindirin pozitif yüklü<br />

toneri çekmesini sağlayan elektriksel kuvvetler, günlük hayatta<br />

birçok olay ve teknolojide karşımıza çıkmaktadır. Bunlara boyama<br />

sistemleri ve fabrika bacalarındaki filtre sistemleri örnek verilebilir.<br />

→ F12<br />

+q 2<br />

+q 2<br />

→ F12<br />

Elektrik<br />

131


3. ÜNİTE<br />

132<br />

Örnek<br />

Şekildeki A ve B küreleri<br />

birbirini → F kuvveti<br />

ile itmektedir. Küreler<br />

arasındaki uzaklık iki katına<br />

çıkarılırsa kürelerin birbirine uyguladığı elektriksel kuvvet<br />

kaç F olur?<br />

Çözüm<br />

İlk durum için; İkinci durum için;<br />

F = k.q . 2q / (2r) 2 Fˈ = k.q.2q / (4r) 2<br />

F = k.q2 /2r2 Fˈ = k.q2 / 8r2 →<br />

F<br />

A B<br />

→<br />

F<br />

2r<br />

Buradan Fˈ = 1/4 F olur.<br />

Pano Hazırlıyoruz<br />

Sevgili öğrenciler; sizden elektrostatiğin uygulama alanlarından<br />

biri olan oto boyama veya metal boyama sistemleri<br />

hakkında bir araştırma yapmanız ve elde ettiğiniz verileri konu<br />

ile ilgili görsel materyallerle birleştirerek bir pano hazırlamanız<br />

beklenmektedir. Araştırmanızı yaparken aşağıdaki yönerge<br />

size yardımcı olacaktır.<br />

­ Araştırmanızı yaparken İnternet, kütüphane ve konu<br />

hakkında yazılmış bilimsel makaleler vb. kaynaklardan yararlanabilirsiniz.<br />

­ Araştırma verilerinizi konu ile ilgili resimler veya sizin çekeceğiniz<br />

fotoğraflarla destekleyiniz<br />

­ Elde ettiğiniz araştırma verilerini, resimleri ve çektiğiniz<br />

fotoğrafları diğer arkadaşlarınızla bir araya gelerek birleştiriniz.<br />

­ Elde ettiğiniz araştırma verilerini, çektiğiniz fo toğ rafl arı ve<br />

değişik kay naklardan bulduğunuz<br />

resimleri birbirleriyle ilişkilendirerek<br />

bir sınıf pa nosu hazırlayınız.<br />

­ Hazırladığınız sınıf panosu<br />

hakkında, arka daş ları nızla<br />

bir araya gelerek bir de ğerlendirmede<br />

bulununuz.<br />

+q +q


Örnek<br />

d 1<br />

Örnek<br />

→ F1<br />

→ F2<br />

d 2<br />

Kenar uzunlukları<br />

0,3 m olan eşkenar<br />

üçge nin köşelerine şekil<br />

deki q 1 ve q 2 yükleri<br />

konulursa q yüküne<br />

etkiyen bileşke kuvvetin<br />

yönü ve büyüklüğü ne<br />

olur?<br />

Çözüm<br />

q yükünün q yüküne etkidiği<br />

1<br />

kuvveti bulalım.<br />

2 F =kq q/d 1 1 1<br />

F =9.10 1 9.6.10­5.2.10­4 /(3.10­1 ) 2<br />

F = 12.10 1 2 N (itme kuvveti)<br />

q yükünün q yüküne etkidiği<br />

2<br />

kuvveti bulalım.<br />

2<br />

F = kq q/d 2 2 2<br />

F =9.10 2 9.(­6.10­5 ).2.10­4 /(3.10­1 ) 2<br />

F = 12.10 2 2 N (çekme kuvveti)<br />

Burada F ve F kuvvetlerinin bileşkesinin şiddetini daha<br />

1 2<br />

önce öğrendiğimiz paralelkenar yönteminden yararlanarak<br />

bulalım.<br />

R2 2 2 = F + F2 + 2F1F cos120 1<br />

2 o<br />

→ R<br />

+q 2<br />

R2 = (12.102 ) 2 +(12.102 ) 2 +2.12.102.12.102.(­1/2) R2 = (12.102 ) 2 => R = 12.102 N<br />

Şekilde sabit tutulan A ve B yüklü küreleri arasındaki uzaklık<br />

d’dir. +q yüklü üçüncü bir cisim A küresinden ne kadar uzağa<br />

konulursa hareketsiz kalır?<br />

Elektrik<br />

133<br />

EK BİLGİ<br />

Elektriksel kuvvetin büyüklüğü<br />

hesaplanırken yüklerin<br />

işareti dikkate alınmaz.


3. ÜNİTE<br />

134<br />

Çözüm<br />

+q yüklü kürenin hare ketsiz<br />

kalması için üzerine etkiyen net<br />

kuvvet sıfır olmalıdır. A cisminin<br />

+q yü kü ne uyguladığı kuvvet<br />

→<br />

F1 ile B cisminin +q yüküne<br />

uyguladığı kuvvet → +2q<br />

→<br />

F2<br />

→<br />

F1<br />

+18q<br />

A x d­x<br />

B<br />

F nin büyüklüğü birbirine eşit olmalıdır.<br />

2<br />

F 1 = F 2<br />

kq2q/x 2 = kq18q /(d­x) 2<br />

1/x 2 = 9/(d­x) 2 => her iki tarafın karekökünü alırsak<br />

1/x = 3/d­x<br />

d­x = 3x => x = d/4<br />

1781 yılında William Gilbert (Vilyım Cilbırt), maddeleri yün,<br />

ipek ve kürk parçasına sürterek hasta tedavisinde kullanmayı<br />

denemiştir. Gilbert bu maddelerin ince toz, tahta ve metal<br />

parçalarını çektiğini görmüş ve maddeler arasındaki çekim<br />

kuvvetinin, tıpkı kütle çekim kuvveti gibi evrensel bir çekim kuvveti<br />

olduğunu iddia etmiştir.<br />

Gilbert’in iddiasında olduğu gibi elektriksel kuvvet tıpkı kütle<br />

çekim kuvveti gibi temas gerektirmeyen kuvvetler arasında yer<br />

alır. Her iki kuvvet için yüklerden ve kütlelerden kaynaklanan<br />

kuvvet alanları vardır. Kütle çekim kuvvet alanı kütlelerden<br />

kaynaklanırken, elektriksel kuvvet alanı cisimlerin yüklerinden<br />

kaynaklanır ve bu alan aracılığı ile yükler birbirine kuvvet uygular.<br />

Elektrik alan büyüklüğe ve yöne sahiptir. Herhangi bir<br />

noktadaki elektrik alanı büyüklüğü o noktadaki +1 C’luk yüke<br />

etkiyen elektriksel kuvvet kadardır. Elektrik alan → E ile gösterilir.<br />

Elektrik yüklerinin çevresindeki elektrik alanının büyüklüğünü<br />

bulmak için test yükü denilen +1 C’luk yükten faydalanılır. Bu +1<br />

test yükünün diğer yüklerle arasındaki etkileşim dikkate alınmaz.<br />

Bu yük hayali bir yüktür ve q T ile gösterilir.<br />

Bir M noktasındaki elektrik alanının yönü +1 birimlik test<br />

yükünü etkiyen kuvvetin yönü ile aynıdır.<br />

q<br />

M<br />

d<br />

→ E<br />

q T = +1C<br />

q<br />

→ E<br />

q T = +1C<br />

d


Test yüküne ‟+” yüklerin uyguladığı kuvvet yükün merkezlerini<br />

birleştiren doğru parçasından dışa doğru, ‟­” yüklerin uyguladığı<br />

kuvvet ise yükün merkezlerini birleştiren doğru parçasından içe<br />

doğrudur.<br />

Benzer şekilde yeryüzünün<br />

kütle çekim alanının yönü Dünya’nın<br />

merkezine doğrudur ve yeryüzüne<br />

yaklaştıkça büyüklüğü artar.<br />

Burada elektrik alan birim yük<br />

başına uygulanan kuvvettir. O hâlde,<br />

E = F/q => kuvvet yerine değeri<br />

yazılırsa,<br />

E = kq/d 2 olur. Bu eşitlik yorumlanacak<br />

olursa yük merkezinden<br />

uzaklaşıldıkça elektrik alanın büyüklüğü azalır.<br />

SI’de E’nin birimi N/C’dur.<br />

Elektrik alan şiddeti → E olan bir noktaya q kadarlık bir yük<br />

getirilecek olursa elektrik alan bu yüke kuvvet uygular. Bu<br />

kuvvet alanla aynı doğrultudadır; yük pozitifse alanla aynı yönlü,<br />

negatifse alanla zıt yönlü olur. Bu kuvvet,<br />

→ F=q → E ile ifade edilir.<br />

Bir yükün etrafında yer alan elektrik alan gerçekte var olmayan<br />

çizgilerle şekildeki gibi gösterilebilir.<br />

Burada elektrik alanının yönü ‟+” yüklerde dışarı, ‟­” yüklerde<br />

ise içeriye doğrudur.<br />

Gösterimde kolaylığın sağlanabilmesi için elektrik alan<br />

çizgilerinin iki boyutta çizilmesi faydalı olacaktır.<br />

Elektrik<br />

135


3. ÜNİTE<br />

Elektrik alan çizgileri yük üzerinde başlar ve sonu yoktur. Eğer<br />

zıt yüklü iki cisim yan yana getirilecek olursa elektrik alan çizgileri<br />

‟+” yükten ‟–” yüke doğru olur. Elektrik alan çizgileri, gerçekte var<br />

olmayan sınırsız sayıdaki çizgilerden oluşur. Yük, hangi noktada<br />

olursa olsun elektrik alan varsa o yüke kuvvet etki eder. Ünite<br />

içerisinde de bahsedildiği gibi elektriksel alan ile kuvvet aynı<br />

şeyler değildir. Elektriksel alan yönü ile alandaki yüklü cisimlere<br />

uygulanan kuvvet her zaman aynı yönlü değildir. Bu anlamda<br />

elektriksel kuvvet ve elektriksel alan aynı şeylerdir ve aynı<br />

yöndedir düşüncesi yanlıştır. Elektrik alan içerisinde yüke kuvvet<br />

etkimesi için yükün alan çizgisi üzerinde olup olmaması önemli<br />

değildir. Yük, alan içerisinde kuvvet etkisiyle ivmelenirken mutlaka<br />

alan çizgileri doğrultusunda hareket etmek zorunda değildir.<br />

Şimdiye kadar yapmış olduğumuz tanımlar, elektriksel kuvvet<br />

ile elektrik alanın farklı kavramlar olduğunu ortaya çıkarmaktadır.<br />

136<br />

Performans Görevi<br />

Doğa ve Teknoloji<br />

Beklenen Performans Puanlama Yöntemi Görev Süresi<br />

­ Problem Çözme<br />

Dereceli 1 hafta<br />

Becerisi<br />

Puanlama<br />

­ Bilişim ve İletişim<br />

Anahtarı<br />

Becerisi<br />

Görev İçeriği: Doğal dengeyi bozan ve insanların sağlıklı<br />

yaşamını tehdit eden zehirli gazlar ve katı parçacıklar, gelişen<br />

sanayinin belki de en önemli olumsuzluklarıdır. Teknolojinin<br />

gelişimi ile birlikte, sanayinin olumsuz etkilerini azaltacak ve<br />

yok edecek önlemler alınmaktadır. Bu önlemlerin bir örneği<br />

de fabrika bacalarından çevreye yayılan katı parçacıkların<br />

tutulması için geliştirilen sistemdir. Bu sistemler elektrik alanının<br />

günlük hayattaki uygulamalarındandır.<br />

Sevgili öğrenciler; bu çerçevede sizden fabrika bacalarına<br />

kurulan sistemin çalışma prensibinin elektrik alanı ile ilişkisini<br />

araştırmanız beklenmektedir. Aşağıdaki yönerge araştırmanızı<br />

yaparken size yardımcı olacaktır.<br />

­ Bir araştırma planı yapınız.<br />

­ Araştırmanızı yaparken İnternet, kütüphane, bu konuda<br />

yayımlanmış bilimsel makaleler vb. kaynaklardan<br />

yararlanabilirsiniz.<br />

­ Araştırma bulgularınızı, konu ile ilgili resimler ve fotoğraflarla<br />

da destekleyerek 3 sayfayı geçmeyecek şekilde rapor<br />

hâline getiriniz.<br />

­ Araştırmanızı yazılı bir metne bağlı kalmadan, görsel araçgereçlerle<br />

destekleyerek sınıfta arkadaşlarınıza sununuz.<br />

­ Araştırmanız 261. sayfadaki EK­1’de verilen dereceli puan<br />

lama anahtarı ile değerlendirilecektir.


POTANSİYEL ENERJİ<br />

Lise 2. sınıf öğrencisi Fulya okuldan eve minibüsle dönerken<br />

yanında oturan üniversite öğrencilerinin konuşması dikkatini<br />

çeker. Öğrenciler bir yükün etrafındaki elektrik alanından ve bu<br />

alan içerisindeki yükün hareketinden bahsetmektedirler. Fulya<br />

duyduklarına bir anlam verebilmek için bu anlatılanları, Dünya’nın<br />

çekim alanındaki bir cismin hareketine benzetmeye çalışır. Doğru<br />

bir benzetme yapıp yapmadığı konusunda şüpheye düşer ve<br />

olayı araştırmaya karar verir.<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Daldaki bir elmaya Dünya tarafından bir kuvvet uygulanır. Bu<br />

kuvvete kütle çekim kuvveti demiştik. Elma daldan koptuğunda<br />

Dünya’nın çekim alanı içerisinde hareket ederek yere düşer. Yere<br />

düşmekte olan elmanın bir enerjisi olduğu kesindir. Bu enerji,<br />

referans noktası yeryüzü olduğundan,<br />

E = mgh olur.<br />

p<br />

Burada alt dalda bulunan elmayı sabit hızla üst dala<br />

getirdiğinizde elmanın ilk yeri ile son yeri arasında potansiyel<br />

enerji farkı vardır. Diğer bir ifadeyle elma üzerine iş yapılmış<br />

olur. Burada yapılan iş iki dal arasındaki potansiyel enerji farkı<br />

kadardır.<br />

∆E = E – E p p2 p1<br />

Dünya ile elma arasındaki<br />

ilişkiyi bir +q yükü ile diğer bir<br />

+qˈ yükü arasında irdelersek:<br />

Şekildeki gibi bir elektrik<br />

a lan da test yü künü (q =+1C)<br />

T<br />

sonsuzdan A noktasına doğru<br />

taşımak için elektrik sel kuvvetlere<br />

karşı yapılan işe q<br />

yükün A noktasındaki elektrik<br />

potansiyeli denir. Elektriksel<br />

potansiyel V ile gösterilir ve bu potansiyel; A noktasının potansiyeli<br />

oluşturan yükün merkezi olan O noktasına uzaklığı d ile gösterilmek<br />

üzere V=kq/d eşitliği ile bulunur. Bu eşitlikteki q işareti<br />

ile kullanılır. Dolayısıyla pozitif yük ‟+” potansiyel, negatif yük ‟­”<br />

potansiyel meydana getirmiş olur.<br />

Elektrik<br />

137


3. ÜNİTE<br />

Sonsuzdan herhangi bir qˈ yükünün bu noktaya gelmesi<br />

hâlinde yapılan iş ile potansiyel fark arasındaki ilişki V= W / qˈ<br />

ile ifade edilir. Bu iş qˈ yükündeki elektriksel potansiyel enerji<br />

değişimidir. Bu uygulamada sonsuzun potansiyeli sıfır alınır.<br />

138<br />

Aynı elektrik alanında test yükünü (q T = 1C) A noktasından B<br />

noktasına götürdüğümüzde yapılan iş A ve B noktaları arasındaki<br />

potansiyel farka eşit olur. Bu iki nokta arasındaki potansiyel farkı<br />

∆V ile gösterilir. Dolayısıyla<br />

∆V = V B – V A eşitliği ile ifade edilir.<br />

A noktasından B noktasına herhangi bir qˈ yükünün gitmesi<br />

hâlinde yapılan iş ile potansiyel fark arasındaki ilişki,<br />

V AB = W / qˈ ile ifade edilir. Bu iş qˈ yükündeki elektriksel<br />

potansiyel enerji değişimidir.<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Dünya ile elma arasındaki ilişkiyi irdelerken +qˈ yükü ile +q’<br />

lük yük kullanılmıştır. +q yerine –q yükü kullanılsaydı ne gibi bir<br />

değişim olurdu? Araştırınız.<br />

Uydular Dünya etrafında, Dünya’nın merkezinden eşit<br />

uzaklıktaki yörüngede dolanır. Bu durum uydunun daha az<br />

enerji harcamasını sağlar. Diğer bir ifadeyle uydu, bu yörünge<br />

üzerinde sürekli aynı potansiyele sahip olduğundan potansiyel<br />

enerji değişimi için fazladan bir enerji harcamaz. Yüklerin<br />

etrafında elektrik alan olduğunu biliyoruz. Acaba bu alan içinde de<br />

yörüngeye benzer bir çizginin varlığından bahsedilebilir mi?<br />

Şekildeki gibi düzgün bir elektrik alanı içerisinde K noktasındaki<br />

test yükümüzü +1 C yerinde<br />

→ +1C<br />

E<br />

K tutabilmek için yüke sola doğru<br />

bir kuvvet uygulamak zorundayız.<br />

(Bu kuvveti elektrik<br />

alandan oluşan kuvveti dengelemek<br />

için uygularız.) Bu<br />

dengeleyici kuvvet test yükünü<br />

K’den L’ye hareket ettirmek için<br />

L iş yapmaz. Çünkü yol kuvvete<br />

diktir.<br />

Bu nedenle +1 C’luk test yükünün K’den L’ye giden çizgi<br />

üzerinde bütün noktalarda potansiyel aynıdır. Bundan dolayı


potansiyel farkı da yoktur. İşte bu basit potansiyelli çizgilere<br />

eş potansiyel çizgisi denir. Bu çizgiler yandaki resimde<br />

görülmektedir.<br />

Eş potansiyel sabit alan veya eşit alan anlamına gelmez.<br />

Başka bir ifadeyle eş potansiyel yüzey, aynı potansiyele sahip<br />

noktaların geometrik yeridir. Dolayısıyla eş potansiyel yüzeyde<br />

yükü bir noktadan diğer bir noktaya getirmekle iş yapılmaz. Çünkü<br />

eş potansiyel yüzey üzerindeki bu iki nokta arasında potansiyel<br />

farkı yoktur.<br />

İki nokta arasındaki potansiyel farkı, +1C’luk yükün elektriksel<br />

alan içinde bir noktadan diğer bir noktaya gitmesi hâlinde yapılan iş<br />

şeklinde tanımlamıştık. Bir noktadan diğer noktaya getirebildiğimiz<br />

yükü elektriksel kuvvet de getirebilir. Yani elektriksel potansiyel<br />

enerji ile elektriksel kuvveti oluşturan elektriksel alan arasında bir<br />

ilişki vardır.<br />

İki nokta arasındaki potansiyel farkının çok büyük olması tek<br />

başına bir tehlike oluşturmaz. Tehlikenin oluşabilmesi için bizim<br />

bu gerilime maruz kalmamız gerekir.<br />

Performans Görevi<br />

Doğa ve Teknoloji<br />

Beklenen Performans Puanlama<br />

Yöntemi<br />

­ Problem Çözme<br />

Becerisi<br />

­ Bilişim ve İletişim<br />

Becerisi<br />

Dereceli<br />

Puanlama<br />

Anahtarı<br />

Görev Süresi<br />

Elektrik<br />

1 hafta<br />

Görev İçeriği: Sevgili öğrenciler; topoğrafik haritalar, arazi<br />

yapısını gösteren özelliklerinden dolayı çoğu devlet kurumlarının<br />

ihtiyaç duyduğu araçlardandır.<br />

Aşağıdaki sorular çerçevesinde topoğrafik haritaların çizim<br />

prensiplerini araştırınız.<br />

1. Topoğrafik haritalarda çizgiler oluşturulurken nelere dikkat<br />

ediliyor?<br />

2. Çizgiler üzerinde ilerlerken yer çekimine karşı iş yapılır<br />

mı?<br />

3. Çizgiler ile yer şekillerinin bağlantısı var mı?<br />

Aşağıdaki yönerge araştırmanızı yaparken size yardımcı<br />

olacaktır.<br />

­ Bir araştırma planı yapınız.<br />

­ Araştırmanızı yaparken İnternet, kütüphane, bu konuda<br />

yayın lanmış bilimsel makaleler vb. kaynaklardan yararlanabilirsiniz.<br />

­ Araştırma bulgularınızı, konu ile ilgili resimler ve<br />

fotoğraflarla da destekleyerek 3 sayfayı geçmeyecek şekilde<br />

rapor hâline getiriniz.<br />

139<br />

+q yükünün çevresinde<br />

oluşturduğu<br />

çizgileri<br />

eş potansiyel


3. ÜNİTE<br />

140<br />

­ Araştırmanızı yazılı bir metne bağlı kalmadan, görsel araçgereçlerle<br />

destekleyerek sınıfta arkadaşlarınıza sununuz.<br />

­ Araştırmanız 257. sayfadaki EK ­ 1’de verilen dereceli<br />

puanlama anahtarı ile değerlendirilecektir.<br />

Şimdiye kadar elektrik alanın büyüklüğünün elektrik yükünden<br />

uzaklaştıkça azaldığını öğrendik.<br />

Acaba elektrik alanın değişmediği bir ortam oluşturabilir miyiz?<br />

Elektrik alanın pozitif yüklerde başlayıp negatif yüklerde son<br />

bulduğunu öğrenmiştik. Bundan hareketle yukarıdaki düzeneği<br />

kurarak böyle bir alan oluşturabiliriz. Aynı büyüklükte, aynı<br />

miktarda zıt cins yükle yüklü bu iki levha arasında oluşan alan<br />

düzgün elektriksel alan olarak isimlendirilir.<br />

İletken levhalar doğru akım kaynağının kutuplarına bağlanır<br />

ve levhalardan biri negatif diğeri pozitif elektrik yükü ile yüklenir.<br />

Bu şekilde oluşturulan düzgün elektriksel alanın çizgileri birbirine<br />

paralel olup alan şiddeti vektörü her yerde birbirine eşittir.<br />

İki levha arasındaki elektrik alan çizgileri aşağıdaki şekildeki<br />

gibi olur.<br />

Levhalar arasında elektrik alan düzgün ve potansiyel fark ile<br />

ilişkilidir. Elektrik alanın büyüklüğü<br />

E = V / d ifadesi ile bulunur.<br />

Elektrik alana paralel giren bir elektrik yüküne, elektrik alan<br />

hareket doğrultusunda bir kuvvet uygular (Burada kütle çekim<br />

kuvveti dikkate alınmamıştır.).<br />

→ E


q<br />

→<br />

E<br />

F= q → →<br />

E<br />

→ F= q → E<br />

Eğer, yük elektrik alana dik doğrultuda girerse q yükü hareket<br />

doğ rul tu sunu de ğiştirir.<br />

+q →<br />

Elektriksel kuvvetin yü kün v →v<br />

→v<br />

hareket doğ rul tusuna dik<br />

→<br />

olması, yükün hareket yö­<br />

F<br />

→<br />

v1<br />

→<br />

v<br />

nünün sürekli değiş me sine<br />

→<br />

neden olur.<br />

F<br />

→ Bu kuvvet yönünde<br />

v2<br />

elektrik yükü bir ivme kazanacağından<br />

aynı yönde bir<br />

hız oluşur.<br />

Günlük hayatta karşımıza çıkan yatay atış hareketi ile elektrik<br />

alana dik giren yükün hareketini karşılaştırırsak benzer fiziksel<br />

özellikler ortaya çıkar.<br />

Yatay atışta cisim kuvvet alan çizgilere dik olarak girer ve bileşke<br />

hız vektörü her noktada yön değiştirir.<br />

→ v<br />

Benzer şekilde, tüplü televizyonların çalışma prensibinde<br />

de aynı olayla karşılaşırız. Televizyon tüpleri içerisinde hava<br />

bulunmayan vakumlu ortamlardır. Tüpte bulunan katot flamanın<br />

ısınmasıyla elektronlar serbest olarak hareket edebilir. Oluşturulan<br />

elektrik alan sayesinde elektronlar ekrana bir ışın demeti hâlinde<br />

fırlatılır ve bu elektronlar ekran yüzeyindeki fosfor tabakasına<br />

çarparak ekranı aydınlatır. Oluşturulan ışın demeti dikey ve yatay<br />

saptırmalarla ekran üzerindeki her noktaya ulaşabilir. Bu sayede<br />

ekran tamamen aydınlatılır.<br />

mg<br />

→ v1<br />

→ v<br />

→ E<br />

mg<br />

q<br />

→ v2<br />

Elektrik<br />

→ v<br />

→ E<br />

141


3. ÜNİTE<br />

142<br />

Performans Görevi<br />

Doğa ve Teknoloji<br />

Beklenen Performans Puanlama<br />

Yöntemi<br />

­ Bilişim ve İletişim<br />

Becerisi<br />

Dereceli<br />

Puanlama<br />

Anahtarı<br />

Görev Süresi<br />

1 hafta<br />

Görev İçeriği: Bu ünitede elektriksel alanın yüklü<br />

parçacıklara kuvvet uyguladığını öğrendiniz. Hareket ünitesinde<br />

ise kuvvetin bir cismin şeklini ve hareketinin cinsini değiştirdiğini<br />

öğrenmiştiniz. Bu bilgiler birçok aracın çalışma ilkesinde de<br />

kullanılmaktadır.<br />

Bu çerçevede;<br />

1. Yüklü parçacıkların düzgün bir elektriksel alanda<br />

hareketiyle, günlük yaşamımızda tüplü televizyonların çalışma<br />

prensiplerini araştırınız.<br />

2. Yüklü parçacıkların düzgün bir elektriksel alandaki hareketi<br />

uygulamasını başka hangi cihazların çalışma prensiplerinde<br />

görebiliriz?<br />

Aşağıdaki yönerge araştırmanızı yaparken size yardımcı<br />

olacaktır.<br />

­ Bir araştırma planı yapınız.<br />

­ Araştırmanızı yaparken İnternet, kütüphane, bu<br />

konuda yayınlanmış bilimsel makaleler vb. kaynaklardan<br />

yararlanabilirsiniz.<br />

­ Araştırma bulgularınızı, konu ile ilgili resimler ve<br />

fotoğraflarla da destekleyerek 4 sayfayı geçmeyecek şekilde<br />

rapor hâline getiriniz.<br />

­ Araştırmanızı yazılı bir metne bağlı kalmadan, görsel araçgereçlerle<br />

destekleyerek sınıfta arkadaşlarınıza sununuz.<br />

­ Araştırmanız 257. sayfadaki EK ­ 1’de verilen dereceli<br />

puanlama anahtarı ile değerlendirilecektir.<br />

FAREYE DE PİL TAKTILAR!<br />

İlk kez 1984 yılında kul lanı<br />

ma sunulan fareler bilgi sayar<br />

kullanımını oldukça kolaylaştırmıştır.<br />

Çoğumuzun pek<br />

önem semediği bu cihazların teknolojisinde<br />

son yıllarda önemli<br />

gelişmeler olmuştur. Günümüzde<br />

pek çok bilgisayarda artık<br />

kablolu fareler yerine kablosuz fareler kullanılmaya başlanmıştır.<br />

Kablolu fareler çalışmaları için gerekli olan enerjiyi iletken<br />

olan kabloları aracılığıyla alırken kablosuz farelerde ihtiyaç


duyulan enerji, pillerden karşılanmaktadır. Bu noktada kablosuz<br />

farelerdeki elektrik devrelerinin uçlarına uygulanan gerilim ve<br />

bu gerilimi sağlayan pillerin devreye bağlanma şekilleri önem<br />

kazanmaktadır. Kablosuz farenin üç voltluk doğru gerilimle<br />

çalıştığı bilgisi dikkate alınırsa bu gerilimi sağlamak için kaç pil<br />

gereklidir ve bu piller nasıl bağlanır? Hiç merak ettiniz mi?<br />

Elektrik devrelerinin çalışması esnasında yapılarından dolayı<br />

oluşan dirençte az miktarda da olsa elektrik enerjisi amaç dışı<br />

harcanarak ısıya dönüşür. Buna rağmen kablosuz farelerin<br />

dizüstü bilgisayarlar kadar neden ısınmadığını hiç merak ettiniz<br />

mi?<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Dokuzuncu sınıfta ‟elektrik ve manyetizma” ünitesi<br />

işlenirken elektrik akımı, potansiyel farkı ve direnç kavramlarını<br />

öğrenmiştiniz. Buradan hareketle Ohm Yasası’nı tanımlamıştınız.<br />

Ayrıca direncin nelere bağlı olduğunu, dirençlerin seri ve paralel<br />

bağlı olduğu devrelerde akım ­ gerilim değerlerinin neler olacağını<br />

kavramıştınız.<br />

Basit elektrik devrelerindeki elemanların çalışması için pile<br />

ihtiyaç duyulduğunu öğrendik. Ayrıca pilin devrede olmasından<br />

dolayı iletken tellerdeki serbest elektronlara bir kuvvet<br />

uygulandığını, bu kuvvetin etkisiyle elektronların sahip olduğu<br />

enerjiyi pilin negatif kutbundan pozitif kutbuna doğru bir titreşim<br />

hareketi yaparak ilettiğini öğrendik.<br />

Bu söylenenleri biraz daha açalım.<br />

Pil iletken telde elektrik alanının<br />

oluşmasını sağlar. Elektrik<br />

alanında serbest elektronlara<br />

kuvvet uygular ( → F = q → →<br />

F<br />

q<br />

E). Bu kuvvet<br />

elektronların negatif kutuptan<br />

pozitif kutba doğru titreşim<br />

hareketini sağlar. Elektronların bu<br />

hareketine elektrik akımı deyip, elektron hareketini, su seviyeleri<br />

farklı kapları birbirine bağlayıp musluğu açtığımızda meydana<br />

gelen su akışına benzetmiştik. Bu olayda suyu harekete geçiren<br />

seviye farkıdır. Bu seviye farkını potansiyel fark ile açıklamıştık.<br />

Su moleküllerini ise elektronlara benzetmiştik. Bu benzetmede<br />

elektronun hareketi ile su moleküllerinin hareketinin bire bir<br />

benzetilemeyeceğine dikkat etmek gerekir.<br />

Su molekülleri, bağlantı borusunun uzunluğuna bağlı olarak<br />

yol alırken, elektron hareketi ise titreşim şeklinde gerçekleşir.<br />

Elektronlar devrede suyun borudan akışına benzer şekilde bir<br />

hareket yapmazlar. Aynı zamanda devrede kullanılarak yok<br />

olmazlar. Mevcut enerjileri dönüşüme uğrar.<br />

Atomlarda yüklenmenin elektron alış verişi ile gerçekleştiğini<br />

yani elektronların yükü taşıdığını biliyoruz. Öyle ise elektron hareketi<br />

olan iletken ortamda, yük hareketi gerçekleşmektedir diye bilir<br />

Elektrik<br />

143


3. ÜNİTE<br />

misiniz? Sözü edilen bu yük hareketinin bir ölçüsü var mıdır?<br />

İletken ortamın herhangi bir kesitinden birim zamanda geçen<br />

toplam yük miktarına akım şiddeti denir. Bahsedilen toplam yük<br />

katı iletkenlerde elektronların, sıvı ve gaz iletkenlerde iyonların<br />

taşıdığı yüklerin toplamıdır. Bu tanıma göre toplam yük q, akım<br />

şiddeti i, zaman t ile gösterilmek üzere bu ilişki i = q / t eşitliği<br />

ile ifade edilir. SI’da i’nin birimi ampere (amper), q’ nun birimi<br />

coulomb ve t’ nin birimi saniyedir.<br />

144<br />

Örnek<br />

32 A’lik bir araba aküsünden 10 s süreyle enerji alınıyor.<br />

Kuru lan bu devreden bu sürede kaç elektron geçmiştir<br />

(q e =1,6.10 ­19 C)?<br />

Çözüm<br />

Devreden geçen yük miktarını bulalım. Bunun için verilenleri<br />

i = q / t eşitliğinde yerine yazalım.<br />

32 = q / 10 => q = 320 C olur. Bu yükü kaç elektronun<br />

oluşturduğunu bulalım.<br />

320 / (1,6.10 ­19 ) = 2.10 21 tanedir.<br />

Direncin uçları arasındaki potansiyel farkını, basit bir elektrik<br />

devresinden geçen akım şiddetini ölçmeyi dokuzuncu sınıfta<br />

öğrenmiştiniz. Elektrik devrelerinin enerji ihtiyacını karşılayan pilin<br />

uçları arasındaki potansiyel farkının neyi ifade ettiğini, pil fareye<br />

takıldığında bu değerin değişip değişmeyeceğini hiç merak ettiniz<br />

mi? Bunu etkinlikle araştıralım.<br />

6. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● 1,5 V’luk pil<br />

● Voltmetre<br />

● Pil yatağı<br />

● 1,5 V’luk ampul<br />

● Bağlantı kabloları<br />

● Duy<br />

Pilin Uçları Arasındaki<br />

Gerilim<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Pilin uçları arasındaki potansiyel farkını ölçünüz ve<br />

ölçtüğünüz değeri 143. sayfadaki çizelgede uygun yere yazınız.<br />

2. Pilin uçlarını iletken telle birbirine bağlayıp devreye 1,5<br />

V’luk ampul takınız ve pilin uçlarındaki potansiyel farkını ölçmeden


önce bu farkın değişip değişmeyeceğini tartışarak bir öngörüde<br />

bulununuz.<br />

3. Pilin uçlarındaki potansiyel farkını ölçerek bu değeri<br />

defterinize aşağı da kine benzer bir çizelge oluşturarak doldurunuz.<br />

Durum Potansiyel Farkı<br />

Ampul bağlamadan önce<br />

Ampul bağladıktan sonra<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Öngörünüz ile ölçtüğünüz değer arasında bir farklılık var mı?<br />

Bunu nasıl açıklarsınız.<br />

2. Pilin uçlarına ampul bağlanmadan önce ölçülen potansiyel<br />

farkı ile bağlandıktan sonra ölçülen potansiyel farkı aynı mı? Bunu<br />

nasıl açıklarsınız?<br />

Bir elektrik devresinde akımın oluşabilmesi için pilin enerji<br />

üretmesi gerekir. Bu enerji pilin elektromotor kuvveti olarak<br />

isimlendirilir ve ɛ sembolü ile gösterilir. Bu enerji pilin, dolayısıyla<br />

devrenin uçlarındaki potansiyel farkının ölçüsüdür. Bu değerlerin<br />

farklı ölçülmesi pilin dönüştürdüğü enerjinin bir kısmını harcaması,<br />

tümünü devreye vermemesi anlamına gelir. Pil bu enerjiyi<br />

yapısından dolayı oluşan dirençte harcar. Bu direnç iç direnç<br />

olarak ifade edilir ve r sembolü ile gösterilir.<br />

Örnek<br />

Şekildeki gibi elektromotor<br />

kuvveti 1,5 V, iç direnci 0,5 Ω<br />

olan pil, direnci 0,75 Ω olan ampule<br />

bağlanmıştır.<br />

a) Ampulden kaç A’lik akım<br />

geçer?<br />

b) Ampulün uçları arasındaki<br />

potansiyel farkı kaç V’tur?<br />

Çözüm<br />

a) Ohm Yasası’nın matematiksel<br />

ifadesi olan R=V/i eşitliğini<br />

devreye uyarlayarak verilenleri<br />

yerine yazalım.<br />

i = ɛ / R+r => i=1,5 / 0,75+0,5<br />

i =1,2 A olur.<br />

b) Ampulün direnci için Ohm Yasası’nı yazalım.<br />

V = i R => V =1,2.0,75 => V = 0,9 V olur.<br />

Elektrik<br />

145


3. ÜNİTE<br />

Doğru akım elde etmek için yaygın olarak kuru pilin<br />

kullanıldığını ve bu pillerin elektromotor kuvvetlerinin 1,5 V<br />

olduğunu biliyoruz. Çalışması için daha büyük potansiyel farkı<br />

gereken elektronik araçlarda (örneğin farelerde), pillerin seri<br />

bağlanarak gerekli potansiyel farkının sağlandığını biliyoruz.<br />

Pillerin kaç farklı yöntemle bağlandığını, bu bağlama şekillerinin<br />

avantaj ve dezavantajlarını, pillerin bağlanma şekillerine göre<br />

devreye verdikleri enerjinin değişip değişmediğini hiç merak<br />

ettiniz mi? Bunu 7. etkinlikle araştıralım.<br />

146<br />

Araç ve Gereçler<br />

● İki adet 1,5 V’luk pil<br />

● Ampermetre<br />

● Voltmetre<br />

● 2,5 V’luk ampul<br />

● Duy<br />

●Bağlantı kablosu<br />

● Anahtar<br />

● İki adet pil yatağı<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Bir pil, anahtar ve 2,5 V’luk ampulden oluşan devre kurunuz.<br />

Ampulden geçen akım şiddetini ve pilin uçlarındaki potansiyel farkını<br />

ölçecek şekilde devreye ampermetre ve voltmetre bağlayınız.<br />

2. Anahtarı kapatmadan önce voltmetrede oluşan değeri<br />

aşağıdaki çizelgeye benzer bir çizelgeyi defterinize oluşturarak<br />

doldurunuz.<br />

3. Anahtarı kapatarak ampermetrenin gösterdiği değeri<br />

çizelgenizde uygun yere yazınız.<br />

4. Pillerin birinin pozitif kutbu diğerinin negatif kutbuna gelecek<br />

şekilde devreye bir pil daha ekleyiniz ve voltmetrenin gösterdiği<br />

değeri okuyarak çizelgenizde uygun yere yazınız.<br />

5. Anahtar kapatılınca ampermetreden okunan değerin değişip<br />

değişmeyeceğini tartışarak bir öngörüde bulununuz.<br />

6. Anahtarı kapatarak ampermetrede ve voltmetrede oluşan<br />

değerleri çizelgenizde uygun yere yazınız.<br />

Durum<br />

7. Etkinlik Seri Bağlı Piller<br />

Voltmetrede<br />

Okunan Değer (V)<br />

Ampermetrede<br />

Okunan Değer (A)<br />

Anahtar açıkken<br />

Bir pil<br />

İki pil<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Öngörünüzle ölçümünüz arasında bir fark var mı? Varsa bu<br />

fark nereden kaynaklanır?<br />

2. Ampermetrede oluşan değerler arasında bir ilişki var mı?<br />

Bunu nasıl açıklarsınız?<br />

3. Voltmetreden okunan değerler arasında bir ilişki var mı?<br />

Bunu nasıl açıklarsınız?


Birinin pozitif kutbu diğerinin negatif kutbuna gelecek şekilde<br />

bağlanmış pillere seri bağlı piller denir. Seri bağlı pillerde<br />

toplam elektromotor kuvveti, elektromotor kuvvetlerinin toplamı<br />

kadardır (ɛ T = ɛ 1 + ɛ 2 +…). Pillerin seri bağlanmaları durumunda<br />

aynı dirençten geçen akım şiddetinde artma olur. Piller seri<br />

bağlandığından iç direnç pillerin iç dirençlerinin toplamı kadar<br />

olur (r T = r 1 + r 2 + …). Seri bağlamada devreden geçen akım aynı<br />

zamanda her bir pil üzerinden de geçer.<br />

Farelerin 3 V’luk potansiyelle çalıştığını biliyoruz. Bu<br />

potansiyelin nasıl sağlandığı merak edilmişti. Piller seri<br />

bağlandığında toplam elektromotor kuvveti, elektromotor<br />

kuvvetlerin toplamına eşit olduğundan 1,5 V’luk iki pil seri<br />

bağlanarak gerekli potansiyel sağlanabilir. Gerekli potansiyelin<br />

sağlanması yanında bazı durumlarda pillerden daha uzun süre<br />

faydalanılması da gerekmektedir. Bu durumda sizce piller nasıl<br />

bağlanmalıdır? Bunu öğrenmek için bir etkinlik yapalım.<br />

8. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● iki adet 1,5 V’luk<br />

pil<br />

● ampermetre<br />

● voltmetre<br />

● 1,5 V’luk ampul<br />

● duy<br />

● anahtar<br />

Piller Sadece Seri mi<br />

Bağlanır?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Bir pil, anahtar ve 1,5 V’luk ampulden oluşan devre<br />

kurunuz. Ampulden geçen akım şiddetini ve pilin uçlarındaki<br />

potansiyel farkını ölçecek şekilde devreye ampermetre ve<br />

voltmetre bağlayınız.<br />

2. Anahtarı kapatmadan önce voltmetreden okunan değeri<br />

defterinize aşağı da kine benzer bir çizelge oluşturarak uygun yere<br />

yazınız.<br />

3. Anahtarı kapatarak ampermetrenin ve voltmetrenin<br />

gösterdiği değeri çizelgenizde uygun yere yazınız.<br />

Anahtarı<br />

Kapatmadan<br />

Önce<br />

Anahtar<br />

Kapatıldıktan<br />

Sonra<br />

Voltmetrede<br />

okunan değer (V)<br />

Ampermetrede<br />

okunan değer (A)<br />

4. Pillerin pozitif kutupları bir düğüme, negatif kutupları bir<br />

başka düğüme gelecek şekilde devreye bir pil daha ekleyiniz ve<br />

Elektrik<br />

147


3. ÜNİTE<br />

148<br />

voltmetrenin gösterdiği değeri okuyarak aşağıdakine benzer bir<br />

çizelgeyi defterinize oluşturarak uygun yere yazınız.<br />

5. Anahtar kapatılınca ampermetreden okunan değerin<br />

değişip değişmeyeceğini tartışarak bir öngörüde bulununuz.<br />

6. Anahtarı kapatarak ampermetreden ve voltmetreden<br />

okunan değeri çizelgenizde uygun yere yazınız.<br />

Voltmetrede<br />

Okunan Değer (V)<br />

Ampermetrede<br />

Okunan Değer (A)<br />

Anahtar<br />

Kapatılmadan<br />

Önce<br />

Anahtar<br />

Kapatıldıktan<br />

Sonra<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Öngörünüzle ölçümleriniz arasında bir fark var mı? Varsa bu<br />

farklılık nereden kaynaklanır?<br />

2. Ampermetrede okunan değerler arasında bir ilişki var mı?<br />

Bunu nasıl açıklarsınız?<br />

3. Voltmetrede okunan değerler arasında bir ilşki var mı? Bunu<br />

nasıl açıklarsınız?<br />

Pozitif ve negatif kutupları kendi aralarında bir araya gelecek<br />

şekilde bağlanmış pillere paralel bağlı piller denir. Paralel<br />

bağlanacak pillerin özdeş olmasına dikkat edilir. Aksi hâlde pillerin<br />

verdiği akımın tamamı direnç üzerinden geçmez, bir kısmı da diğer<br />

pilin üzerinden geçer. Bu durumda pilin enerjisi boşuna harcanmış<br />

olur. Ayrıca bu devrelerin analizinin yapılması için ek pillere<br />

ihtiyaç duyulur. Paralel bağlı pillerin elektromotor kuvvetlerinde bir<br />

değişme olmaz (ε T = ε). Pillerin paralel bağlanması durumunda<br />

az da olsa devreden geçen akım şiddetinde artma olur. Pillerin iç<br />

dirençleri ihmal edilirse bu artmadan söz edilemez. Pillerin paralel<br />

bağlandığında iç direnci, bir tek pilin iç direncinin üreteç sayısına<br />

bölümü kadar olur (r T = r / n). Paralel bağlamada bir pil üzerinden<br />

geçen akım devreden geçen akımın üreteç sayısına bölümü<br />

kadardır. Ayrıca piller ters de bağlanabilir. Bu durumda toplam<br />

elektromotor kuvveti elektromotor kuvvetlerinin farkı kadardır.<br />

ε T = ε 1 ­ ε 2<br />

Toplam iç direnç ise pillerin iç dirençlerinin toplamları kadardır.<br />

r T = r 1 + r 2<br />

Bu bağlamda piller özdeş ise ε T = 0 olur fakat r T = 2r olur.


Performans Görevi<br />

Doğa ve Teknoloji<br />

Beklenen Performans Puanlama<br />

Yöntemi<br />

­ Bilişim ve İletişim<br />

Becerisi<br />

Dereceli<br />

Puanlama<br />

Anahtarı<br />

Görev Süresi<br />

1 hafta<br />

Görev İçeriği: Paralel bağlanacak pillerin özdeş olması<br />

gerektiğini nedenleri ile birlikte öğrendiniz.<br />

Bu çerçevede; eski (kullanılmış) ve yeni pillerin paralel<br />

bağlanıp bağlanamayacağını araştırınız. Araştırmanızı yaparken<br />

aşağıdaki yönerge size yardımcı olacaktır.<br />

­ Bir araştırma planı yapınız.<br />

­ Sınıfınızda beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz.<br />

­ Grup içerisinde görev dağılımı yaparak bir grup sözcüsü<br />

belirleyiniz.<br />

­ Araştırmanızı yaparken İnternet, kütüphane, bu konuda<br />

yayınlanmış bilimsel makaleler, konu ile ilgili uzman kişiler vb.<br />

kaynaklardan yararlanabilirsiniz.<br />

­ Araştırma bulgularınızı sınıfta öğretmen gözetiminde<br />

birleştiriniz.<br />

­ Araştırma bulgularınızı iki sayfayı geçmeyecek şekilde<br />

raporlaştırınız.<br />

­ Araştırma bulgularınızı grup sözcüsü aracılığı ile yazılı bir<br />

metne bağlı kalmadan, görsel araç ­ gereçlerle de destekleyerek<br />

sınıfta sununuz.<br />

­ Araştırmanız 257. sayfadaki EK ­ 1’de verilen dereceli<br />

puanlama anahtarı ile değerlendirilecektir.<br />

Pilin akım verme süresi pilin ömrü olarak isimlendirilir. Bu süre<br />

pilin verebileceği toplam yük miktarına ve birim zamanda devreye<br />

verdiği yük miktarına (akım şiddeti) bağlıdır. Özdeş üreteçlerden<br />

hangisinin üzerinden daha çok akım geçiyorsa o pilin ömrü daha<br />

kısa olur. Bu anlamda pilleri paralel bağlamak ömürlerini uzatır.<br />

Büyük potansiyel ve büyük akım gereken elektronik araçlarda<br />

piller seri bağlanır. Örneğin farelerde, fotoğraf makinelerinde,<br />

el fenerlerinde, radyolarda, kişisel kasetçalarlarda piller seri<br />

bağlanarak kullanılır.<br />

Elektrik<br />

149


3. ÜNİTE<br />

150<br />

Örnek<br />

PROBLEM ÇÖZELİM<br />

Problem Durumu<br />

Elektronik araç tamir atölyesinde çalışan Atakan 1,5 V’luk<br />

gerilime sahip pillerle 2 V’luk gerilimle çalışan bir ampulü<br />

yakmak ister. Fakat ampul yakılırken uzun ömür ve parlaklık<br />

dikkate alınacağı için bunu başaramaz. Ustasından yardım<br />

ister. Siz bu sorunu nasıl çözersiniz?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Bu problemlerde aşağıdaki değişkenleri belirleyiniz.<br />

Bağımlı değişken: ………………………………………..<br />

Bağımsız değişken: ………………………………………<br />

Kontrol edilen değişken: …………………………………<br />

2. Bu problemin çözümünde hangi ölçüm araçlarını<br />

kullanacağınızı belirleyiniz.<br />

3. Bu değişkenleri ve ölçüm araçlarını kullanarak problemi<br />

nasıl çözeceğinizi ayrıntılı olarak defterinize yazınız.<br />

3 V’luk potansiyel fark ile çalışan bir radyonun direnci<br />

0,5 Ω’dur. Elimizde iç direnci 0,25 Ω, elektromotor kuvveti<br />

1,5 V olan piller mevcuttur.<br />

a) Radyonun çalışması için elektromotor kuvveti 1,5 V olan<br />

pillerden kaç tane gereklidir ve bu piller nasıl bağlanmalıdır?<br />

b) Devrenin çalışma akımı kaç amperdir?<br />

Çözüm<br />

a) Büyük potansiyel elde etmek için pillerin seri bağlanması<br />

gerektiğini öğrenmiştik. Şimdi alıcının çalışması için kaç pil<br />

gerektiğini bulalım.<br />

ε T = n.ε => 3 = n.1,5 => n=2<br />

b) Önce seri bağlı pillerin toplam iç direncini bulalım.<br />

r T = r 1 + r 2 => r T = 0,25 + 0,25 => r T = 0,5 Ω olur. Verilenleri<br />

ve bulunanı<br />

i = ε / (R+r T ) => yerine yazalım.<br />

i = 3 / (0,5 + 0,5) => i = 3 A olur.<br />

Devreye bağlanma şekillerini öğrendiğimiz piller, elektrik<br />

devrelerinin enerji ihtiyaçlarını karşılar. Pillerin kendileri enerji<br />

kaynağıdır ve yapıları gereği kimyasal enerjiye sahiptir ve hiç<br />

yoktan enerji üretemezler. Pil devreye bağlanınca kimyasal enerji<br />

elektrik enerjisine dönüşür. Bu dönüşümde pilin içinde ve dış<br />

devrede akım oluşur. Daha önce öğrendiğimiz gibi, dış devrede<br />

akımın oluşumu elektronların titreşerek enerji aktarımı şeklinde<br />

gerçekleşir. Bu elektronlar iletken üzerindeki serbest elektronlardır


ve pil tarafından üretilmezler. Ayrıca pilin uçlarındaki potansiyelin<br />

devrede akması söz konusu değildir. Pilin uçlarında oluşan<br />

potansiyel farkı pilin büyüklüğüne bağlı değildir (1,5 V’luk küçük<br />

boy ve büyük boy kuru pilleri düşününüz.).<br />

Şimdiye kadar yaptığımız etkinliklerde kurduğumuz basit<br />

elektrik devrelerine benzer devrelerdeki bir devre elemanının<br />

birim zamanda harcadığı elektrik enerjisini hesaplayalım.<br />

Bir elektrik devresinde devre elemanlarından akım geçmesi<br />

için uçları arasında potansiyel farkı olması gerektiğini dokuzuncu<br />

sınıfta öğrenmiştik. Bu potansiyel farkının da elemanın bir<br />

ucundan diğer ucuna gittiği düşünülen +1 birimlik yük için<br />

harcanan enerji olduğunu öğrendik. Ayrıca bir uçtan diğer uca q<br />

kadarlık yükün gitmesi için W = qV kadar enerji gerektiğini de bu<br />

ünitede kavradık. Birim zamanda harcanan enerjiye güç dendiğini<br />

de biliyoruz. Bütün bunları bir araya getirirsek aşağıdaki eşitliği<br />

yazarız.<br />

P = W / t Eşitlikte W yerine qV, q yerine de it yazılarak<br />

P = qV / t<br />

P = itV / t<br />

P = Vi eşitliği elde edilir. Bu eşitlikte V yerine iR veya i yerine<br />

V/R yazılarak aşağıdaki eşitlikler de elde edilebilir.<br />

P = R i 2<br />

P = V 2 / R<br />

Örnek<br />

Şekildeki devre öz deş<br />

ampul ve özdeş pil ler le<br />

kurul muştur. Pilin elektromotor<br />

kuvveti 1,5 V, iç<br />

direnci 0,5 Ω’dur. Ampulun<br />

direnci ise 1 Ω’dur.<br />

Ampul lerden birinin gücünü<br />

bulunuz.<br />

Çözüm<br />

Önce devreden geçen akım şiddetini bulalım.<br />

ε T = ε 1 + ε 2 idi. ε T = 1,5 + 1,5 => ε T = 3 V olur.<br />

R T = R 1 + R 2 idi. R T = 1 + 1 => R T = 2 Ω olur.<br />

r T = r 1 + r 2 idi. r T = 0,5 + 0,5 => r T = 1 Ω olur. Bunları<br />

i = ε /(R+r) eşitliğinde yerine yazalım.<br />

i = 3/(2+1) => i = 1 A olur. Şimdi bulunan ve verilenleri<br />

P = Ri 2 eşitliğinde yerine yazalım.<br />

P = 1.1 2 => P = 1 W bulunur.<br />

Elektrik<br />

151


A. Aşağıdaki ifadelerde noktalı yerleri, tabloda verilen kelimelerle anlamlı biçimde<br />

tamamlayınız.<br />

Pozitif yükten negatif yüke Kesit Negatif yükten pozitif yüke<br />

Potansiyel Akım şidetti Alan<br />

1. Bir iletkenin herhangi bir kesitinden birim zamanda geçen yük miktarı …………….. olarak<br />

adlandırılır.<br />

2. Elektriksel alan çizgilerinin yönü…………………….doğrudur.<br />

3. Negatif yükler negatif………………………….oluşturur.<br />

B. Aşağıdaki kavram haritasını inceleyerek boş bırakılan kutucukları tabloda verilen<br />

kavramlardan hareketle doldurunuz.<br />

Columb sabiti Hız Yük miktarı Yüklü<br />

Yük merkezleri<br />

arasındaki uzaklık<br />

‟+” yüklü ‟­ ” yüklü<br />

bağlı olduğu<br />

etmenler<br />

bağlı olduğu<br />

etmenler<br />

çeşitleri<br />

152<br />

Periyot Nötr Elektroskop<br />

Elektriksel Kuvvet<br />

bağlı olduğu<br />

etmenler<br />

olur.<br />

çeşitleri<br />

Elektriksel<br />

Kuvvet<br />

ile ölçülür.<br />

Elektriksel<br />

geçirgenlik<br />

bağlı olduğu<br />

etmenler


C. Aşağıdaki soruları cevaplayınız.<br />

1. Plastik terliklerini giyip yün halı üzerinde oyun oynayan Güntaç ve Engin bir süre sonra<br />

birbirlerine dokunduklarında çarpıldıklarını hissediyorlar. Bu durumu nasıl açıklarsınız?<br />

2. Yalıtkan maddeler dokunma yoluyla elektriklenebilirler mi? Açıklayınız.<br />

3. Sahip olduğu elektrik yükü +4q olan bir cismin üzerinde elektron var mıdır? Açıklayınız.<br />

4. Şekildeki yalıtkan cisim A noktasından sürtünme<br />

yoluyla elektrikleniyor. Bu cisim üzerindeki yük dağılımı<br />

nasıl olur? Çizerek gösteriniz.<br />

5. +q yüklü A cismi şekildeki gibi dengede olduğuna<br />

göre q 1 / q 2 oranı kaçtır?<br />

6. Yukarıda uçağa dokunan Mehmet’in çarpılmasının nedenini nasıl açıklarsınız?<br />

7. Elektrik alanı → E ile çekim → g alanı arasında nasıl bir benzerlik vardır? Açıklayınız.<br />

8. Yüklü bir cismin r kadar uzağındaki bir noktadaki elektrik alanın büyüklüğü nasıl<br />

hesaplanır? Açıklayınız.<br />

A<br />

153


9. Aşağıda bir dağın topografik haritası verilmiştir. Buna göre yandaki +q yüklü cismin eş<br />

potansiyel eğrileri nasıldır? Boş bırakılan kutuya çiziniz.<br />

Profil<br />

Eğik bakış<br />

İzdüşüm<br />

10. Sadece 1 adet paratonere sahip olsaydınız bu<br />

paratoneri hangi binanın üzerine kurardınız? Neden ?<br />

11. Kütle çekim alanı vektörü Dünya’ya doğrudur. –q yükünün elektrik alan vektörü kendine<br />

doğrudur. +q yükünün elektrik alan vektörü neden kendine doğru değildir? Açıklayınız.<br />

12. Kilowatt ile Kilowatt­saat arasındaki farklılığı açıklayınız.<br />

154<br />

q


13. Şekilde görüldüğü gibi bir varil yarıya<br />

kadar doldurulup musluk açıldığında su 1 numaralı<br />

yörüngeyi, tam doldurulduğunda ise 2 numaralı<br />

yörüngeyi izleyerek akmaktadır. Buradaki suyun akışı<br />

ile pilin devreye verdiği akımı benzetecek olursak<br />

pillerin nasıl bağlanması gerektiğini nedenleriyle<br />

açıklayınız.<br />

14. Şekilde görüldüğü gibi özdeş iki<br />

varili yan yana koyup ağızlarına kadar suyla<br />

doldurunuz. Varilin musluğunu açtığınızda<br />

suyun akış süresini gözlediğinizi düşününüz.<br />

Musluk açılmadan önce variller tabana<br />

yakın bir yerden delinerek variller arasında<br />

bağlantı kurulursa musluk açıldığında suyun<br />

akış süresinde bir değişme olur mu?<br />

Bu olay pillerin hangi bağlanma şekliyle ve<br />

hangi nedenle benzetilebilir? Açıklayınız.<br />

2 1<br />

D. Aşağıdaki ifadelerin doğru olanların karşısına ‟D”, yanlış olanların karşısına ‟Y” yazınız.<br />

1. Pillerin paralel bağlanması durumunda devredeki akım şiddetinde bir değişme olmaz. ( )<br />

2. Pillerin seri bağlanması durumunda devredeki akım şiddetinde azalma olur. ( )<br />

3. Pozitif yüklü iki cisim yan yana getirilip biri serbest bırakılınca elektriksel potansiyel<br />

enerjisinde azalma olur. ( )<br />

155<br />

varil<br />

varil


OKUMA METNİ<br />

Küresel Isınma Nedir?<br />

İnsanlar tarafından atmosfere salınan gazların sera etkisi yaratması sonucunda sıcaklığın<br />

Dünya yüzeyinde artmasına küresel ısınma denir. Dünya’nın yüzeyi Güneş ışınları tarafından ısıtılmaktadır.<br />

Dünya bu ışınları tekrar atmosfere yansıtır ancak bazı ışınlar su buharı, karbon dioksit ve<br />

metan gazının Dünya’nın üzerinde oluşturduğu doğal bir örtü tarafından tutulur. Bu da yeryüzünün<br />

yeterince sıcak kalmasını sağlar. Son dönemlerde fosil yakıtların kullanılması, ormansızlaşma,<br />

hızlı nüfus artışı ve toplumlardaki tüketim eğiliminin artması gibi nedenlerle karbon dioksit, metan<br />

ve diazot monoksit gazların atmosferdeki yığılması artış göstermiştir. Bilim insanlarına göre bu<br />

artış küresel ısınmaya neden olmaktadır.<br />

1860’tan günümüze kadar tutulan kayıtlar, ortalama küresel sıcaklığın 0,5 ila 0,8 derece kadar<br />

artığını göstermektedir. Bilim insanları son 50 yıldaki sıcaklık artışının insan hayatı üzerinde<br />

fark edilebilir etkileri olduğu, artık geri dönüşü olmayan bir noktaya yaklaşıldığı görüşündedirler.<br />

Hiçbir önlem alınmazsa bu yüzyıl sonunda küresel sıcaklığın ortalama 2 derece artacağı tahmin<br />

edilmektedir. Peki, bu sıcaklık artışı yani küresel ısınma nelere yol açıyor, hayatımızı nasıl etkiliyor?<br />

Dünya iklim sisteminde değişikliklere neden olan küresel ısınmanın etkileri en yüksek<br />

zirvelerden okyanus derinliklerine, ekvatordan kutuplara kadar dünyanın her yerinde hissediliyor.<br />

Kutuplardaki buzullar eriyor, deniz suyu seviyesi yükseliyor ve kıyı kesimlerde toprak kayıpları<br />

artıyor. Küresel ısınmaya bağlı olarak dünyanın bazı bölgelerinde kasırgalar, seller ve taşkınların<br />

şiddeti ve sıklığı artarken bazı bölgelerde uzun süreli, şiddetli kuraklıklar ve çölleşme etkili oluyor.<br />

Kışın sıcaklıklar artıyor, ilkbahar erken geliyor, sonbahar gecikiyor, hayvanların göç dönemleri<br />

değişiyor. Yani iklimler değişiyor. İşte bu değişikliklere dayanamayan bitki ve hayvan türleri de ya<br />

azalıyor ya da tamamen yok oluyor. Küresel ısınma insan sağlığını da doğrudan etkilemektedir.<br />

Bilim insanları, iklim değişikliklerinin kalp, solunum yolu, bulaşıcı ve alerjik bazı hastalıkları<br />

tetikleyebileceği görüşündedirler.<br />

156<br />

Bu kitap için düzenlenmiştir.


MODERN FİZİK<br />

4. ÜNİTE


Bu ünitede;<br />

KONULAR<br />

* ŞEYMA’NIN RÜYASI<br />

* İLAYDA’NIN BAŞARISI<br />

Modern fiziğin oluşumuna neden olan gelişmelerden haberdar olacağız.<br />

Işık hızına yakın hızlarda kütle, uzunluk ve zaman değerlerinin değişip<br />

değişmediğini yorumlayacağız. Dokuzuncu sınıfta madde miktarı olarak<br />

tanımladığımız kütleyi bu düzeyde enerji değişimi ile değişebilen bir kavram<br />

olarak farkedeceğiz.


ŞEYMA’NIN RÜYASI<br />

16 yaşındaki ikiz kardeşler Ali ve Şeyma yorgun şekilde<br />

okuldan eve dönerler. Akşam yemeğinden sonra hemen uykuya<br />

dalarlar. Şeyma bir rüya görür, bu rüyanın etkisi ile kan ter<br />

içersinde kalır ve bağırarak uyanır.<br />

Şeyma rüyasında okuldan ayrılıp öğle yemeği için eve<br />

gitmektedir. Bu sırada gökyüzünde renkli ışıklar saçan bir araç<br />

belirir. Bu ilginç araç Şeyma’yı alır ve adeta şeffaf bir maddenin<br />

içinden akarak inanılmaz bir hızla Dünya’dan 20 ışık yılı uzaktaki<br />

bir gezegene götürür. Bu yolculuk esnasında kaçmaması için<br />

bir ayağı bağlanan Şeyma, kurtulabilmek için gayret sarf eder.<br />

Fakat yaptığı hamleler boşunadır. Korku ve hayret duyguları<br />

birbirine karışan Şeyma’nın kurtulma ümidi daha Dünya’dan<br />

uzaklaşmadan yok olur. Şeyma artık farklı bir gezegendedir. Bu<br />

gezegende gördüğü ilginç şeyler onu çok şaşırtır. Şeyma’nın<br />

bu gezegene hiç alışamadığını gören ilginç canlılar onu birçok<br />

deneyde kullandıktan sonra yine inanılmaz bir hızla Dünya’ya<br />

geri getirirler.<br />

Şeyma bu sefer Dünya’da gördüklerine inanamaz. Kentler<br />

değişmiş, değişik yüksek katlı binalar yapılmıştır. İnsanların<br />

gelenek ve görenekleri, ulaşım araçları, haberleşme araçları, her<br />

şey ama herşey değişmiştir. En önemlisi Şeyma bu sürede 30<br />

yaş yaşlanmasına rağmen 16 yaşında ayrıldığı ikiz kardeşi Ali,<br />

66 yaşındaki bir insan görünümündedir. Şeyma şok üstüne şok<br />

yaşar.<br />

Bu kitap için düzenlenmiştir.<br />

Modern <strong>Fizik</strong><br />

159


4. ÜNİTE<br />

160<br />

Bütün bunlar gerçek olabilir mi? Işık hızına yakın hızda hareket<br />

edilebilse Şeyma için zamanın rüyalarda olduğu gibi genişlemesi<br />

mümkün olur mu? Şeyma’ nın rüyasının tersi de gerçekleşebilir<br />

mi? Yani Dünyadakiler genç, Şeyma daha yaşlı olabilir mi? Zaman<br />

için öngörülen bu genişleme başka büyüklükler için de geçerli<br />

olabilir mi? Genişlemeye uğramayan büyüklükler var mıdır?<br />

Eğer bu sorulara evet cevabı verilebiliyorsa bu büyüklükler<br />

nasıl ifade edilir? Bu olgular doğrultusunda bildiğimiz hangi<br />

eşitlikleri yeniden yorumlamak zorunda kalırız? Yeniden<br />

yorumlamak zorunda kaldığımız bu eşitlikler hangi koşullarda<br />

geçerlidir? Bu ikilemden doğan fiziğe ne ad verilir? Başka hangi<br />

görüşler bu doğuşa yol açmıştır? Bu bölümde bu sorulara cevap<br />

arayacağız.<br />

Bilim insanları, 19. yüzyılın sonunda, fizik hakkında bilinmesi<br />

gerekenlerin çoğunu öğrendiklerine inanıyorlardı. Örneğin,<br />

Newton’un Hareket Kanunları ve Evrensel Çekim Kanunu,<br />

Maxwell’in (Maksvel) elektrik ve manyetizmayı birleştiren<br />

kuramsal çalışmaları, termodinamik kanunları, insanların ve<br />

bilim insanlarının karşılaştığı pek çok olayı açıklamakta oldukça<br />

başarılıydılar.<br />

Buna rağmen 20. yy.da bilimde devrim niteliğinde önemli<br />

gelişmeler oldu. Planck (Plank) 1900’de siyah cismin ışımasını<br />

incelemiştir. Buna göre atomlar çeşitli yöntemlerle uyarılabilirler<br />

yani enerji soğurabilirler. Fakat bu uyarma her basamakta<br />

olmaz. Diğer bir ifadeyle her değerde enerji soğurulmaz. Enerji<br />

soğurulması bir değerin tam katları şeklinde gerçekleşir. Uyarılan<br />

atom kararsızdır. Kararlı hâle geçmek için ışıma yapar. Yani enerji<br />

salar. Bu olay kuantalaşma kelimesiyle ifade edilir. Planck, siyah<br />

cismin ışımasını inceleyerek bu sonuca ulaşmıştır. Bu görüşün<br />

ayrıntıları ileriki yıllarda görülecektir.<br />

Einstein (Aynştayn), Planck’ın bu fikrini modern ışık teorisini<br />

kurmada ve 1877’de Hertz (Hertz) tarafından bulunan fotoelektrik<br />

olayı açıklamada kullanmıştır.<br />

Fotoelektrik olay, metal üzerine ışık düşürülerek metalden<br />

elektron sökme olayıdır. Bu olay ileriki yıllarda ayrıntılı olarak<br />

görülecektir.<br />

Yine Einstein, 1905 yılında bu ünitede ayrıntılı olarak inceleyeceğimiz<br />

ve ikizlerden Şeyma’ nın rüyasındaki özel durumları<br />

açıklayacak olan özel görecelik teorisini ortaya attı. Bu teori başka<br />

teorilerin esin kaynağı oldu. İşte bu teoriler klasik fizikten modern<br />

fiziğe geçişin basamakları olmuştur. Modern fizik her ne kadar bu<br />

yüzyıl boyunca gelişmiş ve bizi pek çok önemli teknolojik başarıya<br />

götürmüşse de gelişimin hâla tamamlanmadığı unutulmamalıdır.


İnsanlar var olduğu sürece buluşlar devam edecek, çevremizi ve<br />

dünyayı anlamamızı kolaylaştıracaktır.<br />

Yukarıda söz ettiğimiz gibi 1900’lü yıllardan itibaren başlayarak<br />

fizikte iki devrim oldu. Einstein 1905’te özel görelilik, 1905­1915<br />

yılları arasında ise genel görelilik teorisini geliştirerek uzay ve zama<br />

na bakışı kökten değiştirdi. 1900­1930 yılları arasında Planck,<br />

Einstein, Bohr (Bor), Heisenberg (Hayzinberk) ve diğerleri kuantum<br />

kavramı ile ölçülebilirlik ve hesaplanabilirlik konularında fiziğin<br />

alanını yeniden çizdiler. Bu yüzden 1900 öncesi fiziğe klasik fizik,<br />

görelilik ve kuantum tabanlı fiziğe ise modern fizik diyoruz.<br />

Modern fiziğe dair çalışmalar günümüzde atom, molekül ve<br />

çekirdeklerin davranışlarını açıklamayı hedefleyen kuantum fiziği,<br />

maddenin en küçük yapı taşı olan atomu ve atomun alt parçalarını<br />

inceleyen atom ve çekirdek fiziği ve doğadaki katı cisimlerin<br />

fiziksel özelliklerini inceleyen katı hâl fiziği gibi alt isimler altında<br />

da incelenebilmektedir.<br />

Bir olayın oluş zamanının ve konumunun nasıl belirlendiğini<br />

hiç merak ettiniz mi?<br />

Dokuzuncu sınıf fizik dersinden hatırlayacağınız gibi ölçme<br />

işlemi bir referans sistemine göre yapılır. Bir olayın t saniyede<br />

gerçekleştiğini söylüyorsak bunu t=0. saniye gibi bir zaman<br />

başlangıcına göre be lirtmişiz demektir. Burada t=0. saniye<br />

referans noktasıdır. Aynı şekilde bir cismin uzaydaki konumu,<br />

konum vektörlerinin bileşenleri o lan → x, → y, → z vektörleri ile belirtilmiş<br />

ise bu bileşenler x=0, y=0 ve z=0 orijini ve eksen yönlerine göre<br />

ölçülmüştür. Anlaşıldığı gibi bir büyüklüğün ölçümünde ölçümün<br />

yapıldığı bir referans sisteminin belirtilmesi gerekir. Seçilen referans<br />

sistemi her tür hareketi yapıyor olabilir. Bu referans sistemi duruyor<br />

ya da sabit bir v hızı ile hareket ediyorsa bu sistem eylemsiz<br />

referans sistemi olarak adlandırılır. Aslında evrende mutlak bir<br />

eylemsiz referans sistemi yoktur. Dünya eylemsiz referans sistemi<br />

olarak kabul edilebilir. Dokuzuncu sınıfta bu referans eksenlerinin<br />

hareketine bağlı olarak ışık hızına göre çok küçük hızlarla hareket<br />

eden hareketlilerin hızının değiştiğini öğrenmiştik.<br />

Zamanın, eylemsiz referans sistemlerinde ölçüldüğünde<br />

değişip değişmeyeceğini birer etkinlikle araştıralım.<br />

Modern <strong>Fizik</strong><br />

161


4. ÜNİTE<br />

162<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Dinamometre<br />

● Dinamik araba<br />

● İki adet destek çubuğu<br />

● İki adet bağlama<br />

parçası<br />

● 500g ile 1000 g<br />

arasında kütleye sahip<br />

bir taş<br />

● 50 cm uzunluğunda ip<br />

Kütlenin yoktan var, vardan yok edilemeyeceğini, kimyasal ve<br />

fiziksel değişimlerin toplam kütlede bir değişime yol açmadığını<br />

kütlenin korunumu kanunu olarak biliyoruz. Kütlenin hareket<br />

hâlinde olması durumunda da bir değişiklik göstermediğini<br />

gördük. Şimdi ışık hızına göre çok küçük hızlarda zamanın değişip<br />

değişmeyeceğini etkinlikle araştıralım.<br />

Araç ve Gereçler<br />

● İki adet süreölçer<br />

1. Etkinlik Taşın Kütlesi<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Taşı iple dinamometreye bağlayarak ağırlığını ölçünüz.<br />

2. Dinamometreyi fotoğraftaki gibi destek çubuğa asınız.<br />

3. Arabayı sürtünme kuvvetine eşit şiddette bir kuvvetle çekip<br />

sabit hızla hareket ettirmeden önce dinamometrenin gösterdiği<br />

değerin değişip değişmeyeceğini tartışarak bir öngörüde<br />

bulununuz.<br />

4. Arabayı sabit hızla hareket ettirerek taşın ağırlığını ölçünüz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Öngörünüzle ölçme sonucunuz arasında fark var mı?<br />

Varsa bu farklılık sizce nereden kaynaklanmaktadır?<br />

2. Taşın ağırlığıyla ilgili her iki ölçme sonucunuz aynı mı?<br />

3. G = m.g’de g sabit olduğuna göre ölçme sonucunun aynı<br />

veya farklı olması ne anlama gelir?<br />

2. Etkinlik Zaman Farklı Olabilir mi?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Resimdeki gibi sabit<br />

bir hızla koşan Hasan’ın A<br />

noktasından B noktasına varış<br />

zamanı, eylemsiz referans<br />

Ali<br />

v = 0<br />

Yusuf<br />

Hasan<br />

A<br />

2v<br />

v<br />

B


sistemleri Ali ve Yusuf’a göre aynı olup olamayacağını tartışarak<br />

bir öngörüde bulununuz.<br />

2. Hasan’ın A noktasından B noktasına varış zamanını Ali ve<br />

Yusuf ayrı ayrı ölçsün.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Öngörünüzle ölçüm sonuçlarınız arasında fark var mı?<br />

Varsa bu farklılık sizce nereden kaynaklanmaktadır?<br />

2. Her iki eylemsiz referans sistemindeki ölçümlerinizi karşılaş<br />

tırdığınızda nasıl bir sonuca varırsınız.<br />

Işık hızının yanında çok küçük hızlarla hareket eden<br />

hareketlilerin hareket süreleri, eylemsiz referans sistemlerine<br />

göre farklılık göstermez. Bu düşüncenin doğruluğunu bu ünitenin<br />

ilerleyen sayfalarında farklı bir şekilde yeniden ifade edeceğiz.<br />

1. ve 2. etkinlikte ulaştığımız sonuçları birleştirdiğimizde<br />

zaman ve kütlenin eylemsiz referans sistemlere göre değişim<br />

göstermediğini yani kütle ve zamanın eylemsiz referans sistemlere<br />

göre sabit kaldığını söyleyebiliriz.<br />

Dokuzuncu sınıfta kütle ve zamanın mutlak olduğunu<br />

öğrenmiştiniz. Yukarıda öğrendiğimiz bilgileri de dikkate alırsak,<br />

kütle ve zaman eylemsiz referans sistemlerinde ölçüldüğünden<br />

sabit kalır. Bu büyüklüklerin dışında kalan diğer büyüklükler<br />

eylemsiz referans sisteminin hareketine bağlı olarak değişiklik<br />

gösterirler. Bu sonuca hareket hızının ışık hızının yanında çok<br />

küçük olduğu durumlarda ulaştığımızı unutmayalım. Bu sonuçlar<br />

klasik fizik için geçerli olup şu ana kadar öğrendiğimiz bütün fizik<br />

kanunları ve eşitlikleri (Örneğin;E= m<br />

1 2<br />

v , F = ma, v = at) klasik<br />

2<br />

fizik kapsamında geçerlidir. Buradaki ‟geçerlidir” kelimesinin<br />

anlamını iyi yorumlamak gerekir.<br />

Klasik fizik kapsamında verilen yasalar ve eşitlikler fizik ile ilgili<br />

tüm olayları açıklayamayabilir. Bu anlamda modern fizik ve klasik<br />

fizik yasaları birbirinden farklıdır veya klasik fizik yasalarının yerini<br />

modern fizik yasaları almıştır demek doğru değildir. Klasik fizik,<br />

büyük kütle ve küçük hızları incelerken; modern fizik, küçük kütle<br />

ve büyük hızları inceler.<br />

Eylemsiz referans sistemin hareketine bağlı olarak değişmeyen<br />

kütle ve zaman mutlak büyüklükler; bu büyüklüklerin dışındaki<br />

büyüklükler ise bağıl büyüklükler olarak ifade edilir. Bu tanımlar<br />

büyük kütle ve küçük hızlarla uğraşan klasik fiziğin kapsamında<br />

geçerlidir.<br />

Yukarıda bahsettiğimiz ve dokuzuncu sınıfta da öğrendiğiniz<br />

gibi ışık hızına göre çok küçük hızlarla hareket eden hareketlilerin<br />

hızının eylemsiz referans sistemin hareketine bağlı olarak<br />

değiştiğini biliyorsunuz. Aynı şekilde ışık hızının eylemsiz referans<br />

sistemin hareketine bağlı olarak değişip değişmeyeceğini hiç<br />

düşündünüz mü?<br />

Bunu etkinlikle araştıralım.<br />

Modern <strong>Fizik</strong><br />

163


4. ÜNİTE<br />

Albert Abraham MIC HEL SON<br />

Albert Michelson,1852 yılında<br />

Prusya’da doğdu.<br />

1878 yılında ışık hızı nın<br />

doğru ve kesin olarak ölçülmesine<br />

yönelik çalışmala ra<br />

başladı. Işık hızını 299.853<br />

km/s olarak açıkladı. Edward<br />

Morley ile 1887 yılında esirin<br />

varlığını ispatlamak için deney<br />

lerini gerçekleştirdiler. Michelson,1907<br />

yılında Nobel <strong>Fizik</strong><br />

Ödülü’nü aldı. 1931 yılında<br />

öldü.<br />

164<br />

S<br />

3. Etkinlik<br />

C<br />

Sˈ<br />

Işık Hızının Eylemsiz Referans<br />

Sistemden Görünümü<br />

v v<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Şekildeki gibi durgun bir S eylemsiz referans sisteme göre<br />

v hızıyla sağa gitmekte olan Sˈ ve v hızıyla sola gitmekte olan Sˈˈ<br />

eylemsiz referans sistemlerini düşününüz.<br />

2. Işık hızının eylemsiz referans sistemlere göre değişip<br />

değişmeyeceğini tartışarak bir öngörüde bulununuz.<br />

3. Daha önce öğrendiğiniz vektörel büyüklüklerle ilgili<br />

bilgilerden yararlanarak c ışık hızının Sˈ eylemsiz referans<br />

sistemdeki gözlemciye göre (c­v), Sˈˈ eylemsiz referans<br />

sistemdeki gözlemciye göre (c+v) olması gerektiği sonucunun<br />

doğru olup olmayacağını tartışarak bir öngörüde bulununuz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Kuvvet ve hareket ünitesinde öğrendiğiniz bağıl hız<br />

konusuna göre tartışarak ulaştığınız ışık hızının gözlemcilere<br />

göre (c­v) veya (c+v) olması sizce ne anlama gelir?<br />

2. Işık hızının sabit olduğu ve referans sisteminin hareketine<br />

bağlı olarak değişmediği bilindiğine göre bu çelişkiyi nasıl<br />

çözersiniz?<br />

Etkinlikte karşılaştığımız çelişkinin çözülebilmesi için bilim<br />

insanları, ışık hızının her yöndeki hareket hızının aynı c değerinde<br />

olduğu mutlak bir referans sistem olması gerektiği kanısına<br />

vardılar. Bunu da esir referans sistemi olarak adlandırdılar.<br />

<strong>Fizik</strong>çiler o dönemde kimsenin görüp duymadığı böyle bir ortamı<br />

varsayarak ışığın boşlukta yayılmasını da açıklayabiliyorlardı.<br />

Gerçekte esir referans sistemi var mıdır? Bunu araştıralım.<br />

Yukarıda bahsettiğimiz, kimsenin etkisini hissetmediği bir<br />

esir referans sistem kavramı bilimsel değildir. Fakat aksi ispat<br />

edilmedikçe klasik bakış açısının yanlış olduğu söylenemez.<br />

Bu sorun ancak deneyle çözülebilir. Nitekim A. A. Michelson<br />

(Maykılsın) ve asistanı E. W. Morley (Morley) 1880­1887<br />

yılları arasında bu deneyi gerçekleştirdiler. Michelson ve Morley<br />

hakkında ayrıntılı bilgi kitabın sonundaki ‟<strong>Fizik</strong> Bilimine Katkı<br />

Sağlayan Bilim İnsanları” bölümünde verilmiştir.<br />

Michelson ve Morley doğrudan ışık hızını görme yerine<br />

şekildeki gibi bir aygıtta aynı ışık demetini yarı saydam yüzeyde<br />

iki demete ayırıp farklı yollardan gidip geldikten sonra birleştirip<br />

gözlediler. Bu gözlemde ışıkların geliş süresine göre aydınlık<br />

veya karanlık gözlenir. Işıkların aynı yolu katetmelerine rağmen<br />

Sˈˈ


gözlem noktasına farklı<br />

gelmeleri Dünya’nın esir<br />

referans sistemine göre v<br />

hızına sahip olmasından<br />

kaynaklanır. Bu durumda<br />

aygıt 90° dön dürülürse<br />

v hızı 2 numa ralı yola<br />

dik, 1 numaralı yol ile<br />

aynı doğrultuya gelir.<br />

Bu durumda her iki ışık<br />

deme tinin gözlem nokta<br />

sına gelişinde farklı<br />

lık olaca ğın dan görü len aydınlık veya karan lığın değişmesi<br />

beklenir. Hâlbuki görü nümde bir değişim gözlenmemiştir. Buna<br />

göre Dünya’nın hızı yılın değişik aylarında Güneş etrafındaki<br />

yörüngesine bağlı olarak değişse de ışık, Michelson­Morley<br />

deneyi sonuçlarında görüldüğü gibi Dünya’ya bağlı bir referans<br />

sisteminin her yönünde aynı hızla ilerler. Yani ışık herhangi bir<br />

referans sisteme bağlı değildir, mutlaktır. Referans sistemin<br />

hareketine bağlı olarak değişmez. Bu söylenenler esir referans<br />

sistemi kavramının yanlışlığını dolayısıyla esir maddesinin var<br />

olmadığını göstermektedir.<br />

Hatırlanacak olursa Şeyma’nın rüyasında onu alıp götüren<br />

ilginç araç adeta şeffaf bir maddenin içinde akarak uzaklaşmıştı.<br />

Bu söylenenlere göre Şeyma’nın gördüğünü sandığı bir madde<br />

yoktur.<br />

TARTIŞALIM<br />

Klasik fizik kapsamında gör ­<br />

me olayını açıklayarak ışık hızında<br />

görme olayının ger çek leşip gerçekleşemeye<br />

ceğini tartışınız.<br />

Işık hızının referans sistemin<br />

hareketine bağlı olarak<br />

değişmediği yani mutlak olduğu<br />

sonucunu dikkate alarak klasik<br />

fizik kapsamında bir cismin<br />

ışık kaynağı tarafından aydınlatılmasını<br />

açıklayalım. Buradan<br />

hareketle ışık hızıyla hareket eden bir sistemde farları yanan bir<br />

arabanın önünü aydınlatıp aydınlatamayacağını tartışalım.<br />

Modern <strong>Fizik</strong><br />

165<br />

Edward Williams MORLEY<br />

29 Ocak 1838 yılında<br />

Amerika’nın New Jersey eyaletinde<br />

doğdu. 1860’da Williams<br />

College’den mezun olmuş<br />

bir kimyacıdır.<br />

1869’dan 1906’ya kadar<br />

şimdiki adıyla Case Western<br />

Reserve Universitesinde kimya<br />

profesörü olarak çalış mıştır.<br />

Albert Michelson ile 1887<br />

yılında esirin varlığını ispatlamak<br />

için deneylerini gerçekleştirdiler.<br />

1923 yılında hayatını<br />

kaybetmiştir.


4. ÜNİTE<br />

Albert EINSTEIN<br />

14 Mart 1879 yılında Almanya’da<br />

doğdu.<br />

Alman teorik <strong>Fizik</strong>çi özel görelilik<br />

ve genel görelilik kuramlarıyla<br />

modern fizik dünyasının kapılarını<br />

açmıştır. 1921 yılında fotoelektrik<br />

etki üzerine çalışmalarından dolayı<br />

Nobel <strong>Fizik</strong> Ödülü’nü aldı. 18 Nisan<br />

1955 yılında hayatını kaybetmiştir.<br />

166<br />

Işık hızına göre küçük hızlarda hareket eden bir araba,<br />

farlarını yakınca fardan yayılan ışık cisimlere çarparak onları<br />

aydınlatır. Araba şayet ışık hızına ulaşırsa ki bu günkü koşullarda<br />

bu mümkün değildir. Fardan ışık yayılamayacağından cisimleri<br />

aydınlatamaz.<br />

<strong>Fizik</strong>te Nereden Nereye?<br />

Bu ünitede şu ana kadar anlatılanlar<br />

uzay ve zamanın yorumuyla<br />

ilgili bizi iki sonuca götürür.<br />

1. Newton yasaları birbirine göre<br />

sabit hızla hareket eden tüm referans<br />

sistemlerinde geçerlidir.<br />

2. Işığın tüm doğrultularda aynı<br />

c hızıyla gidebildiği tek bir referans<br />

sistemi olabilir.<br />

Michelson­Morley deneyi ikinci<br />

sonucun yanlış olduğunu gösterdi.<br />

Buna göre ışık her referans sisteminde<br />

aynı c hızıyla gitmektedir.<br />

Einstein’in özel görecelik teorisi bu olguyu kabul etmekle başlar.<br />

Einstein mekanik ve elektromanyetizma dahil olmak üzere<br />

tüm fizik yasalarının geçerli olacağı ve eylemsiz referans sistemleri<br />

için geçerli iki kabul ileri sürdü. Görelilik teorisi başta olmak<br />

üzere pek çok farklı alanda çalışan Einstein 1921 yılında Nobel<br />

<strong>Fizik</strong> Ödülü’ne layık görülmüştür.<br />

Görelilik teorisinin 1. kabulü eylemsiz referans sistemleriyle<br />

ilgilidir.<br />

Göreliliğin 1. Kabulü<br />

Eylemsiz referans sistemlerinde fizik yasaları aynıdır. Hareket<br />

görelidir. Yani düzgün hızlanan hareket eden bir araçta yapılan<br />

deneyin sonuçları laboratuvarda yapılan aynı deneyin sonuçları<br />

özdeş olur. Laboratuvarda bir deney yaparsanız ve sabit hızla<br />

hareket eden araçtaki gözlemci sizin deneyinizi gözlerse hem<br />

gözlemci hem laboratuvar eylemsiz referans sistemdir. Buna<br />

göre arabadaki gözlemcinin gözlemi sizinkiyle uyuşmalıdır. Bu<br />

durumda hiçbir mekanik deneyinde iki referans sistemi arasında<br />

herhangi bir fark saptanmaz.<br />

Göreliliğin 2. Kabulü<br />

Görelilik teorisinin 2. kabulü ise tüm eylemsiz referans<br />

sistemlerinde geçerli bir yasayı ortaya koyar.<br />

Tüm eylemsiz referans sistemlerinde ışığın boşluktaki hızı<br />

sabit olup c = 2,99792458.10 8 m/s’ dir.<br />

Michelson ­ Morley deneyi ile doğrulanan bu durum c ışık<br />

hızının evrensel bir sabit olduğunu göstermektedir. Diğer bir<br />

ifadeyle ışık hızı eylemsiz referans sistemlerinde ışık kaynağının<br />

ve gözlemcinin hareketinden bağımsızdır.


TARTIŞALIM<br />

Bir radyo istasyonundan ışık hızıyla uzaklaşan uzay aracındaki,<br />

astronotun radyodan müzik dinleyip dinleye meyeceğini<br />

tartışınız.<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Ses hızını aşan uçaklarda yer istasyonları ile haberleşmenin<br />

sağlanıp sağlanamayacağını İnternet ve diğer kaynaklardan<br />

araştırınız.<br />

İLAYDA’NIN BAŞARISI<br />

İlayda ile babası akşam<br />

yemeğinden sonra haberleri<br />

izle me ktedirler. İlayda hafif<br />

de olsa sarsıldıklarını hisseder.<br />

Hemen öğret me ninin<br />

sözlerini hatırlar ve avizeye<br />

bakar. Şüphesi doğru dur.<br />

Avize sallanmaktadır. Hemen<br />

saatine bakar. Bir süre<br />

sonra olayı televizyon son<br />

dakika haberi olarak verir.<br />

Depremin merkez üssü İlaydaların<br />

ilidir. Öyle ise İlayda<br />

depremin oluş zamanını<br />

az bir hata ile belirlemiştir.<br />

İlayda babasına dönerek<br />

deprem bizden 100­150 km<br />

uzakta olsaydı oluş anını nasıl belirleyebilirdik diye sorar. Ne yazık<br />

ki cevap alamaz.<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Modern <strong>Fizik</strong><br />

167


4. ÜNİTE<br />

168<br />

Çok yakınımızda gerçekleşen bir patlamanın oluş anının<br />

doğru olarak belirlenebileceği bir gerçektir. Şayet patlama bizden<br />

çok uzakta gerçekleşmişse patlamanın oluş anının doğru olarak<br />

belirlenip belirlenemeyeceğini hiç düşündünüz mü? Patlamanın<br />

oluş zamanını, sesi duyduğunuz veya ışığı gördüğünüz an olarak<br />

kabul edelim. Bu iki olguyu algılama zamanları bile birbirinden<br />

farklıdır. Bu karışıklık çözülerek olayın oluş anı doğru olarak<br />

belirlenebilir.<br />

Bunun için orijini 0 ve eksenleri x, y, z olan bir S referans<br />

sistemi göz önüne alalım. Çok sayıda yardımcının eline eş<br />

zamanlı saatler verilerek bu yardımcılar S referans sisteminde<br />

belirli konumlara şekilde görüldüğü gibi yerleştirilir.<br />

y<br />

0<br />

z<br />

Yeterince yardımcı kullanıldığında uzaydaki her olayın oluş<br />

anı yakınında bulunan bir yardımcı tarafından ölçülebilir. Bu<br />

yardımcı, ölçtüğü değeri daha sonra haberleşme araçları yardımı<br />

ile 0 noktasındaki gözlemciye bildirir. Örneğin, Erzincan’da<br />

oluşan depremin oluş zamanı o bölgedeki yardımcı tarafından<br />

eş zamanlı saatle belirlenir. Belirlenen bu zaman daha sonra<br />

Kandilli Rasathanesi’ne bildirilir. Böylece herhangi bir S referans<br />

sistemdeki her olayın olay anı ölçülmüş olur. Böylece illerinde<br />

oluşan depremin oluş zamanını az bir hata ile belirleyen İlayda’nın<br />

uzakta oluşan depremin oluş zamanının nasıl belirleneceği<br />

sorusuna da cevap bulmuş oluruz.<br />

Eylemsiz bir S referans sisteminden söz ettiğimizde bir x,<br />

y, z koordinat sistemi ve uzayda her bölgede yeterli sayıda eş<br />

zamanlı kronometreye sahip yardımcılar olduğunu varsayacağız.<br />

Bu sayede bir olayın konumu ve zamanı belirlenmiş olacaktır.<br />

Böylece İlayda’nın sorusunu da cevaplandırmış oluruz.<br />

Bir olayın oluş anını belirlemeyi bu şekilde kavradıktan sonra<br />

farklı iki eylemsiz referans sisteminde görülen iki olay arasındaki<br />

ilişkiyi kavramaya çalışalım. Bunun için bir düşünce etkinliği<br />

tasarlayalım.Gerçekleşmesi zor olan etkinlikler fizikte düşünce<br />

etkinlikleri ile gerçekleştirilmektedir. Düşünce etkinlikleri sadece<br />

düşünce olarak tasarlanan ve gerçek hayatta uygulanması zor<br />

olan zihinsel etkinliklerdir.<br />

x


4. Etkinlik Aynı Olay Farklı Gözlem<br />

Sˈ<br />

1. Resim<br />

A<br />

S<br />

Sˈ<br />

Mˈ M<br />

Mˈ<br />

B<br />

v<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Resimdeki gibi yere bağlı Sˈ eylemsiz referans sistemi<br />

(sabit merdiven) ve bu sisteme göre v hızı ile hareket eden S<br />

eylemsiz referans sistemi (yürüyen merdiven) düşününüz.<br />

2. Yürüyen merdivenin A ve B noktalarına aynı anda bir ışık<br />

demeti gönderen bir ışık kaynağı 1. Resim’deki görünüm oluştuğu<br />

an ışık versin.<br />

3. Işık demeti kaynaktan çıktığı anda sabit merdivenin orta<br />

nok tasında duran Mˈ gözlemcisinin flaşları eş zamanlı görüp göre<br />

meyeceğini tartışınız.<br />

4. Yürüyen merdivende flaşların orta noktasındaki M gözlemcisinin<br />

flaşları eş zamanlı görüp görmeyeceğini tartışınız.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. A ve B noktalarında aynı anda ışık saçan flaşlardan yayılan<br />

ışınlar Mˈ gözlemcisine aynı anda mı ulaşır? Açıklayınız.<br />

2. A ve B noktalarında aynı anda ışık saçan flaşlardan yayılan<br />

ışınlar M gözlemcisine aynı anda mı ulaşır? Açıklayınız.<br />

3. Işınların gözlemcilere aynı anda ulaşıp ulaşmaması<br />

flaşların eş zamanlı görülüp görülmeyeceği anlamına gelir mi?<br />

Açıklayınız.<br />

Bir eylemsiz referans sisteminde herhangi bir gözlemciye<br />

göre eş zamanlı olan iki olay bir eylemsiz referans sistemine göre<br />

hareketli olan diğer bir sistemdeki gözlemciye göre eş zamanlı<br />

değildir. Yani, eşzamanlılık mutlak bir kavram değildir. Temel<br />

olarak gözlemcinin hareket durumuna bağlıdır.<br />

ARAŞTIRALIM<br />

2. Resim<br />

Televizyonda, uzay istasyonunda canlı yayın yapan astronotun<br />

saatinin tam 20’yi gösterdiğini gördüğümüz an, sizin<br />

saatinizin de tam 20’yi (saniyeleri de göz önüne alarak)<br />

göstermesini bekler misiniz? Araştırınız. Elde ettiğiniz sonuçları<br />

gerekçelendirerek arkadaşlarınızla paylaşınız.<br />

B<br />

M<br />

A<br />

Modern <strong>Fizik</strong><br />

v<br />

S<br />

169


4. ÜNİTE<br />

170<br />

Zaman Göreliliği<br />

Bir eylemsiz referans sistemine göre eş zamanlı gerçekleşen<br />

iki olayın bu sisteme göre hareketli olan diğer bir referans<br />

sisteminde eş zamanlı olmadığını kavradık. Peki bu iki eylemsiz<br />

referans sistemindeki gözlemcilere göre bir olayın oluş süresinin<br />

eşit olup olmayacağını hiç merak ettiniz mi? Bu durumu düşünce<br />

etkinliği tasarlayarak irdeleyelim.<br />

S<br />

5. Etkinlik Işıkla Oyun<br />

h<br />

Sˈ<br />

v<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Resimdeki gibi yere bağlı bir S eylemsiz referans sistemini<br />

ve bu referans sistemine göre v hızıyla hareket eden Sˈ eylemsiz<br />

referans sisteminde bir kapalı kasalı kamyon düşününüz.<br />

2. Kamyonun kasasının zemininde bir flaş, hoparlöre bağlı<br />

ışık algılayıcısı (fotosel lamba) ve tavanında da düzlem ayna<br />

olsun.<br />

3. Flaş lambanın patlağını ve çıkan ışığın düzlem aynaya<br />

gidip geldiğini düşününüz.<br />

4. Işığın düzlem aynaya gidip gelme süresinin her iki gözlemci<br />

için daha önceki bilgilerimizden hareketle aynı olup olmayacağını<br />

tartışınız.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Flaş lambadan çıkıp düzlem aynadan yansıyarak lambanın<br />

yanındaki algılayıcıya gelen ışık her Sˈ ve S eylemsiz referans<br />

sistemlerindeki gözlemcilere göre aynı yolu mu alır? Eğer aynı<br />

yolu almadığı yargısına varıyorsanız bu farklılığı nasıl izah<br />

edersiniz?<br />

2. Işığın farklı yollar alması, gözlemcilerin ölçtüğü zamanların<br />

farklı olması anlamına gelir mi?


Sˈ eylemsiz referans sistemdeki bir gözlemciye göre ışık<br />

resimdeki yolu izlemelidir.<br />

Bu durumda ışık 2h yolunu c ışık hızı ile alır. Dolayısıyla<br />

I 2h<br />

ışığın gidiş­dönüşü için geçen zaman ∆ t = olur. Bu zaman,<br />

c<br />

flaşın patlaması ile hoparlörden ses duyulması arasında ölçülen<br />

zamandır.<br />

S<br />

Sˈ<br />

S<br />

h<br />

v<br />

Sˈ<br />

v<br />

Şimdi aynı olayı S eylemsiz referans sistemindeki gözlemciye<br />

göre düşünelim. Flaştan yayılan ışın düzlem aynaya ulaşıncaya<br />

kadar vagon yol alacaktır. Bu yol ışığın gidiş­geliş zamanı ∆t<br />

∆t<br />

olmak şartı ile v olmalıdır. Aynı şekilde aynadan yansıyan ışın<br />

2<br />

∆t<br />

hoparlöre ulaşıncaya kadar vagon yine v kadar yol almalıdır<br />

2<br />

(S eylemsiz referans sisteminde iki gözlemci olması gerektiğine<br />

dikkat ediniz). Bu durum aşağıdaki şekille ifade edilebilir.<br />

Modern <strong>Fizik</strong><br />

171


4. ÜNİTE<br />

172<br />

Dik üçgenlerden biri için Pisagor Teoremi’ni yazalım.<br />

(c ∆t ) 2 = (v ∆t ) 2 + h2 olur. Bu eşitlikten ∆t’yi bulalım.<br />

2 2<br />

2 ∆t2 c<br />

= v 2 ∆t2 + h 2 => ∆t 2 ( c 2 – v 2<br />

) = h 2<br />

4 4 4<br />

2h<br />

∆ t =<br />

2h<br />

2 2 => ∆ t =<br />

bulunur.<br />

c − v<br />

2<br />

v<br />

c 1−<br />

2<br />

c<br />

Bu zaman flaşın patlamasıyla hoparlörden ses duyulması<br />

arasında ölçülen zamandır. ∆tˈ = 2h idi. Bu iki eşitliği birleştirecek<br />

olursak c<br />

I<br />

∆t<br />

∆ t = olur.<br />

2<br />

v<br />

1−<br />

2<br />

c<br />

Hangi zamanın hangi gözlemciye ait olduğunu karıştırmamak<br />

için iki olayın aynı yerde olduğu eylemsiz referans sisteminde<br />

ölçülen ∆tˈ zamanını ∆t ile gösterelim (Bu sistemde olay ile<br />

0<br />

gözlemci birbirine göre durgundur). Bu durumda eşitlik<br />

∆t0<br />

∆ t = şeklinde yazılır.<br />

2<br />

v<br />

1−<br />

2<br />

c<br />

Ölçülen ∆t ve ∆tˈ zamanları arasındaki fark göreliliğin ikinci<br />

kabulünün bir sonucudur. Elde ettiğimiz bu eşitliğin değişim<br />

grafiğini çizmeden eşitliği yorumlayalım. Şayet v = 0 ise ∆t = ∆t0 olur. Yani iki sistem göreli hareket yapmıyorsa zamanda bir fark<br />

oluşmaz. Örneğin, ışık hızıyla hareket ettiğini düşündüğünüz<br />

bir kişinin yanındaki saatin ona göre hızı sıfır olacağından bu<br />

kişi için saatin çalışmasında bir değişiklik olmayacaktır. Diğer<br />

taraftan eylemsiz referans sisteminde hareket hızı, ışık hızına<br />

göre çok küçük ise ∆t ile ∆t arasındaki fark gözlenemeyecek<br />

0<br />

kadar küçük olur. Bu durumu klasik fizik kapsamında daha önce<br />

‟Zaman değişken değil mutlaktır.” şeklinde ifade etmiştik. Eşitliği<br />

yorumlamaya devam edelim. v


sisteminde v hızı c ışık hızına yaklaştıkça zaman genişler,<br />

diyebiliriz. Buradan hareketle Şeyma’nın rüyasının gerçek<br />

olabileceği sonucuna varabiliriz. Şeyma rüyasında çok hızlı hareket<br />

eden bir araç tarafından kaçırılıp 20 ışık yılı uzaktaki gezegene<br />

götürülüyor sonra Dünya’ya geri getiriliyordu. Bu sürede Şeyma<br />

30 yaş yaşlanmasına rağmen 16 yaşında ayrıldığı ikiz kardeşi<br />

Ali 66 yaşında olmuştur. Şeyma’ nın Ali kadar yaşlanmamasının<br />

nedeni, çok hızlı hareket ettiğinden dolayı zamanın Şeyma için<br />

dünya referans sistemine göre yavaş olmasıdır.<br />

Şeyma’ nın rüyasını tersinden yorumlayalım. Rüyada Dünya<br />

durgun, Şeyma ona göre hareketlidir. Bu hareket eylemsiz referans<br />

sisteminde gerçekleşmektedir. Sonuçta Ali 50, Şeyma ise 30 yaş<br />

yaşlanmıştır. Şeyma’ nın bulunduğu sistemden Dünya’ya bakılırsa<br />

Şeyma durgun, Dünya hareketli olur. Bu durumda Şeyma’nın 50<br />

yaş, Ali’nin ise 30 yaş yaşlanması gerekir. Bu yaklaşımda bir<br />

çelişki söz konusudur. Şeyma genç mi kalır, yoksa yaşlanır mı?<br />

Ali’ye göre uzay aracındaki Şeyma sabit hızla hareket<br />

etmektedir. Dolayısıyla eylemsiz bir referans sistemindedir.<br />

Şeyma’ nın gözlem çerçevesinden bakınca Şeyma hareketsiz,<br />

Dünya ile Ali hareketlidir. Buraya kadar sorun yokmuş gibi<br />

görülüyor. Uzay aracının duruş ve kalkışları göz önüne alınırsa<br />

ivmeden bahsetmek gerekir. Dolayısıyla eylemsiz bir referans<br />

sisteminden bahsedilemez. İvmeli sistemdeki olaylar, Einstein’ın<br />

da belirttiği gibi eylemsiz referans sisteminde geçerli yaklaşımlara<br />

göre yorumlanamaz. Bu nedenle Dünya’daki gözlemci için geçerli<br />

olan ilk yaklaşım doğru olur. Yani Ali yaşlanan, uzay aracındaki<br />

Şeyma genç kalandır.<br />

∆ t =<br />

∆t0<br />

v<br />

1−<br />

c<br />

Eşitliğindeki ∆t’nin<br />

v’ye bağlı değişim grafiği<br />

yandaki gibi olur.<br />

2<br />

2<br />

∆t o<br />

Zaman<br />

173. sayfada resimleri görülen küresel yer belirleme sistemi<br />

(GPS), günümüzde yer belirlemede kullanılan teknolojik bir<br />

yeniliktir. Sistemin çalışmasında atomik saatlerin yörüngesindeki<br />

zaman genişlemesi dikkate alınır. Bu işlem yer belirlemede yanlış<br />

pozisyon göstermenin önüne geçmek için yapılır. Aksi taktirde<br />

zaman gecikmesinin dikkate alınmaması durumunda GPS alıcınız<br />

muhtemelen konumunuzu yanlış belirleyecektir.<br />

c<br />

Modern <strong>Fizik</strong><br />

Hız<br />

173


4. ÜNİTE<br />

174<br />

Örnek<br />

Uçaktan paraşütle atlayan bir paraşütçünün yere düşme<br />

zamanı, durgun bir gözlemci tarafından 1/4 saat olarak<br />

ölçülmüştür. c/2 hızı ile hareket eden bir gözlemci bu süreyi<br />

kaç saat olarak ölçer?<br />

Çözüm<br />

∆t0<br />

∆ t = idi. Durgun gözlemcinin ölçtüğü<br />

2<br />

v ∆t = 1/4 saat ve hareketli gözlemcinin<br />

0 1−<br />

2<br />

c v = c/2 hızını eşitlikte yerine yazalım.<br />

1 1<br />

1 2 1<br />

∆ t = 4 ⇒ ∆ t = 4 ⇒ ∆ t = ⋅ ⇒ ∆ t =<br />

2<br />

c<br />

3 4 3 2 3<br />

1−<br />

2<br />

4c<br />

4<br />

saat bulunur.<br />

Örnek<br />

Dünyadaki bir canlının 10 yılda geçirdiği bir değişimi<br />

uzay gemisindeki bir canlının 20 yılda geçirebilmesi için uzay<br />

gemisinin hızı kaç c olmalıdır?<br />

Çözüm<br />

∆t0<br />

∆ t = idi. Verilenleri eşitlikte yerine yazalım.<br />

2<br />

v<br />

1−<br />

2<br />

c<br />

20 =<br />

10<br />

v<br />

1−<br />

c<br />

2<br />

2<br />

2<br />

2<br />

v 1 v 3<br />

⇒1− = ⇒ = ⇒ v =<br />

2<br />

2<br />

c 4 c 4<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Einstein lise öğrencileri ile yaptığı bir söyleşide onlara;<br />

“Eğer güzel bir kızla iki saat oturup sohbet ederseniz bu size<br />

bir dakika gibi gelebilir, fakat kızgın bir soba üzerine bir dakika<br />

için oturursanız bu size iki saat gibi gelebilir.” demiştir.<br />

Einstein bu sözleriyle ne anlatmak istemiştir? Araştırınız.<br />

Elde ettiğiniz sonuçları arkadaşlarınızla tartışarak paylaşınız.<br />

3<br />

2<br />

c bulunur.


Şimdi Şeyma’ nın rüyasına geri dönelim. Rüyasında 20 ışık<br />

yılı uzaktaki bir gezegene götürülüp getirilen Şeyma gerçekten bu<br />

mesafeyi katetmiş midir? İnanılmaz hızla hareket eden bu araç<br />

için zaman genişlemesi dışında mesafede bir değişme olur mu?<br />

Eylemsiz referans sistemi hızının ışık hızı yanında çok<br />

küçük olması durumunda ölçülen zaman ile durgun referans<br />

sisteminde ölçülen zaman arasında fark edilmeyecek kadar<br />

az değişim olduğunu ve buradan hareketle zamanın değişime<br />

uğramadığını kabul ettiğimizi yukarıda gösterdik. Şayet eylemsiz<br />

referans sistemi ışık hızına yakın hızla hareket ediyorsa zamanın<br />

genişlemeye uğradığını da gösterdik ve yorumladık.<br />

Benzer şekilde cisimlerin boyunda da bir değişme olur mu?<br />

Şayet oluyorsa bu değişim nasıldır? Bunu etkinlikle araştıralım.<br />

S<br />

Sˈ<br />

6. Etkinlik Boy Oyunu<br />

A<br />

v<br />

L = v t<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Şekildeki gibi yere bağlı bir S eylemsiz referans sistemi,<br />

S eylemsiz referans sistemine göre v hızıyla hareket eden S ı<br />

eylemsiz referans sisteminde bir kapalı kasalı kamyon düşününüz.<br />

2. Her iki referans sisteminde de birer gözlemci olsun.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Yere bağlı S referans sistemindeki A gözlemcisine göre<br />

kamyonun yaptığı hareket tanımlanabilir mi? Bu hareketten<br />

yararlanarak kamyonun boyu ölçülebilir mi?<br />

2. Kamyondaki gözlemciye göre yere bağlı S referans<br />

sistemindeki gözlemcinin hareketi tanımlanabilir mi? Bu<br />

hareketten yararlanarak kamyonun boyu ölçülebilir mi?<br />

3. Her iki ölçüm arasında bir fark olmasını bekler misiniz?<br />

Şayet beklerseniz bu fark nereden kaynaklanmaktadır?<br />

S eylemsiz referans sistemindeki A gözlemcisine göre vagon<br />

sağa doğru düzgün doğrusal hareket yapmaktadır. Bu durumda<br />

A gözlemcisi, vagon önünden geçerken vagonun ön ve arka<br />

duvarlarının tam önünden geçtiği t 1 ve t 2 anlarını ölçer. Böylece<br />

vagonun önünden geçme zamanını ∆t = t 2 – t 1 olarak hesaplar.<br />

Bundan yararlanarak vagonun boyunu,<br />

L = v.∆t olarak hesaplar.<br />

v<br />

S<br />

Sˈ<br />

Lˈ = v∆t<br />

A<br />

Modern <strong>Fizik</strong><br />

175


4. ÜNİTE<br />

176<br />

Aynı yöntemi kamyondaki gözlemci kullanırsa bu sefer<br />

A gözlemcisi sola doğru düzgün doğrusal hareket yapar. Bu<br />

durumda A gözlemcisinin vagonun ön duvarından arka duvarına<br />

geçiş zamanı ∆t I olursa vagonun boyu Lˈ = v.∆tˈ olarak hesaplanır.<br />

Daha önceki etkinlikte ∆t ve ∆tˈ zamanlarının farklı olduğunu<br />

öğrendik. Bu durumda hesaplanan L ve Lˈ boyutları da farklı olur.<br />

Bu farkı bulmak için ∆t ile ∆tˈ arasındaki zaman genişleme formülünü<br />

kullanırız. Bu etkinlikteki iki olaya A gözlemcisi, kamyonun<br />

ön duvarında ve arka duvarında iken, bu iki olay aynı referans<br />

sisteminde olmaktadır. Bu durumda zaman genişleme eşitliği,<br />

∆ = ∆<br />

' t<br />

t<br />

v<br />

1−<br />

c<br />

'<br />

2<br />

2<br />

şeklinde yazılır. Bu eşitlikteki zamanın<br />

gösterim sembollerini zaman göreliliğindeki<br />

sembollerle karıştırmayınız. Şimdi yazdığımız<br />

bu eşitlikleri birleştirelim.<br />

L<br />

v<br />

=<br />

v<br />

L<br />

2<br />

v<br />

1−<br />

2<br />

c<br />

'<br />

⇒ L= L<br />

2<br />

v<br />

1−<br />

2<br />

c<br />

sonucuna ulaşılır.<br />

Hangi boyun hangi gözlemciye ait olduğunu karıştırmamak<br />

için cismin durgun olduğu referans sistemindeki Lˈ boyunu L ile 0<br />

gösterelim.<br />

Bu durumda eşitlik L= L0<br />

2<br />

v<br />

1 − 2<br />

c<br />

şeklinde yazılır. Elde<br />

ettiğimiz bu eşitliği yorumlayalım. Şayet v = 0 ise L = L 0 olur.<br />

İki sistem göreli hareket yapmıyorsa boyda bir değişme olmaz.<br />

Diğer taraftan eylemsiz referans sisteminin hareket hızı ışık<br />

hızının yanında çok küçük ise boydaki değişim gözlenmeyecek<br />

kadar küçük olur. Eşitliği yorumlamaya devam edersek. v < c<br />

olduğundan L < L 0 olur. Bu sonuç boy büzüşmesi olarak ifade<br />

edilir. Bu sonucu eylemsiz referans sisteminin hızı, ışık hızına<br />

yaklaştıkça cisimlerin boyu küçülür şeklinde ifade edebiliriz.<br />

Bu durumda Şeyma 20 ışık yılı mesafeyi katetmemiştir. Bu<br />

mesafe Şeyma’ı alıp getiren araç çok büyük hızla hareket ettiği<br />

için büzüşmeye uğramıştır.<br />

Boy büzüşmesi George Fitzgerald (Corc Fitzcerıld) tarafından<br />

önerilmiştir. Bu öneri Hendrick A. Lorentz (Hendrik Lorent)<br />

tarafından maddeler için formüle edilmiştir. Bu nedenle,<br />

2<br />

v<br />

L= L01<br />

− 2<br />

c<br />

formülü, Lorentz formülü olarak bilinir.<br />

Einstein ise büzüşmenin uzayın kendisinde olduğunu söy lemiştir.<br />

Yukarıda sözünü ettiğimiz büzüşme, hareket doğrultusunda<br />

gerçekleşir. Büzüşmeyi bir fikir vermesi bakımından aşağıdaki<br />

şekillerle ifade edebiliriz.


Burada v = c (?)’nin anlamı hızın sınırının ışık hızı olduğudur.<br />

Ünite içinde klasik fiziğin büyük kütle küçük hızlarla, modern<br />

fiziğin küçük kütle büyük hızlarla uğraştığını söylemiştik. Bu<br />

anlamda örneklerimize klasik fizik kapsamındaki bir örnekle<br />

başlayalım.<br />

Batı<br />

v = 0 v = 0,90c v = 0,95c v = 0,99c v = c (?)<br />

Örnek<br />

1200 km<br />

C şehri<br />

A şehri<br />

1200 km<br />

v rü = 300 km/h<br />

Doğu<br />

B şehri<br />

Bir yolcu uçağı durgun<br />

hava da 500km/h<br />

hızla uçmak tadır. Şekil ­<br />

de görüldüğü gibi, rüzgârın<br />

300 km/h’lik hızla<br />

doğudan batıya doğru<br />

estiği bir havada;<br />

a) Uçağın A şehrinden B şehrine gidiş­gelişi kaç saat sürer?<br />

b) Uçağın A şehrinden C şehrine gidiş­gelişi kaç saat sürer?<br />

Çözüm<br />

a) Uçağın hızı A şehrinden B şehrine gidişte<br />

v = v ­ v => v = 500 – 300 = 200 km/h olur.<br />

top uç rü top<br />

Bu durumda A’dan B’ye gidiş zamanı t = x/v den<br />

AB<br />

t = 1200 / 200 = 6 h olur.<br />

AB<br />

Uçağın hızı B şehrinden A şehrine dönüşte<br />

v = v + v => v = 500 + 300 = 800 km/h olur.<br />

top uç rü top<br />

Bu durumda B’den A’ya geliş zamanı t = x/v den<br />

BA<br />

t = 1200 / 800 = 1,5 h olur. Dolayısıyla gidiş­geliş toplam<br />

BA<br />

zaman 6 + 1,5 = 7,5 h olur.<br />

vy b) Uçağın A şehrinden C<br />

vuç = 500 km/h<br />

şehrine gidebilmesi için hızının<br />

yatay bileşeni rüzgârın hızına<br />

eşit olmalıdır. Dolayısıyla uçağın<br />

A’dan C’ye gidiş hızı<br />

2 500 = √v + 90000<br />

y<br />

2 v = 160000<br />

y<br />

v = 400 km / h olur.<br />

y<br />

v x = v rü = 300 km/h<br />

Modern <strong>Fizik</strong><br />

177


4. ÜNİTE<br />

178<br />

Bu durumda A’dan C’ye gidiş zamanı;<br />

t AC = x/v<br />

t AC = 1200/400 = 3 h olur.<br />

Uçağın C’den A’ya dönüşünde de aynı durum geçerli<br />

olduğundan t CA = 3 h olur.<br />

Bu durumda toplam zaman 3 + 3 = 6 h olur.<br />

Örnek<br />

Bir astronot, v=c/√2 hızıyla hareket edebilen bir roketle 2√2<br />

ışık yılı uzaklıktaki yıldıza gitmek istiyor.<br />

a) Astronot yıldızın Dünya’ya uzaklığını ne kadar ölçer?<br />

b) Bu yolculuk ne kadar sürer?<br />

Çözüm<br />

2<br />

a) Göreli uzunluk 0 1 2<br />

v<br />

L = L − idi. Verilenleri bu eşitlikte<br />

c<br />

yerine yazalım.<br />

2<br />

2 2 1 2<br />

v<br />

L = − => L = 2 ışık yılı bulunur.<br />

c<br />

b) Yolculuk süresini iki yolla hesaplayabiliriz.<br />

I. Yol<br />

Rokete göre gezegen 2 ışık yılı uzaktadır. Roket gezegene<br />

v = c / √2 hızıyla yaklaşmaktadır. Bu durumda yolculuk süresi<br />

v =x / t eşitliğinden yararlanılarak hesaplanır. Verilenleri eşitlikte<br />

yerine yazarsak<br />

t =<br />

2<br />

1<br />

2<br />

=> t=2√2 yıl bulunur.<br />

II. Yol<br />

Dünya’ya bağlı referans sisteminde yolculuk süresini<br />

bulalım. Bunun için verilenleri v=x / t eşitliğinde yerine yazalım.<br />

2 2<br />

t0 = ⇒ t0<br />

= 4 yıl bulunur.<br />

1<br />

2<br />

Şimdi zamanın göreliliği eşitliğinden yararlanarak astronot<br />

için geçen zamanı bulalım. Bunun için verilen ve bulunanı<br />

∆ t =<br />

∆ t =<br />

∆t0<br />

2<br />

v<br />

1−<br />

2<br />

c<br />

4<br />

2<br />

c<br />

1− 2c<br />

2<br />

eşitliğinde yerine yazalım.<br />

4<br />

⇒∆ t =<br />

2<br />

yıl olur.


Şimdi Şeyma’ nın rüyasını daha gerçekçi bir zemine<br />

oturtabiliriz.Şeyma’ın rüyasındaki uzay aracının hızı 0,8 c’dir.<br />

Bu durumda uzay aracına göre Dünya ile gezegen arasındaki<br />

mesafe ,<br />

2<br />

0 1 2<br />

v<br />

2<br />

16c<br />

L = L − den L = 20 1− 2 => L=20<br />

c<br />

25c<br />

. 3/5=12 olur.<br />

12<br />

Şeyma 0,8c ile bu yolu t = ⋅ 5 = 15 yılda alır. Gidiş +gelişte<br />

4<br />

Şeyma için 30 yıl geçer. Dolayısıyla Şeyma 30 yıl yaşlanmış olur.<br />

Ali için geçen zaman ise,<br />

20<br />

t=x / v’den t = ⋅ 5 = 25 yıl olur. Gidiş + gelişte Ali için 50 yıl<br />

4<br />

geçer. Dolayısıyla Ali 50 yıl yaşlanır yani 66 yaşında olur.<br />

Örnek<br />

Boyu 30 m olan bir roket yerden bakılınca 20 m görülüyor.<br />

Roketin yere göre hızı nedir?<br />

Çözüm<br />

Verilenleri boy büzüşmesi formülünde yerine yazalım.<br />

25 m<br />

1 v<br />

L = L −<br />

c<br />

2<br />

0 2<br />

=><br />

2<br />

4 9 9 2<br />

v<br />

= − 2 2 => 9V = 5c =><br />

c<br />

Örnek<br />

15 m<br />

2<br />

20 30 1 2<br />

v<br />

= − =><br />

c<br />

v = c<br />

2<br />

5<br />

v = c olur.<br />

3<br />

2<br />

v<br />

4 = 9(1 − ) 2<br />

c<br />

Yeryüzünde düşey kesitinin<br />

boyutları 15 m ve 25 m<br />

olan bir uzay gemisinin düşey<br />

kesiti şekilde görülmektedir.<br />

Gemi şekildeki gibi c/2<br />

hızıyla giderken yeryüzündeki<br />

bir gözlemci geminin şeklini<br />

nasıl görür?<br />

Çözüm<br />

Geminin genişliğini yerdeki gözlemciye göre hesaplayalım.<br />

0<br />

2<br />

1 2<br />

v<br />

L = L − idi. Verilenleri bu eşitlikte yerine yazalım.<br />

c<br />

L = 15 ⋅<br />

2<br />

c<br />

1− 2<br />

4c<br />

=> L = 15<br />

3 => L≈ 13 m olur.<br />

2<br />

Geminin yüksekliği hareket doğrultusuna dik olduğundan bu<br />

boyutta bir büzülme görülmez.<br />

Modern <strong>Fizik</strong><br />

179


4. ÜNİTE<br />

180<br />

Bu Ne Yaman Çelişki<br />

Proje Görevi<br />

Beklenen Performans Puanlama<br />

Yöntemi<br />

­ Problem Çözme Becerisi<br />

­ Bilişim ve İletişim Becerisi<br />

­ Araştırma Becerisi<br />

Dereceli<br />

Puanlama<br />

Anahtarı<br />

Süre<br />

1 hafta<br />

Görev İçeriği: Bu ünitede ışık hızına yakın hızlarda hız<br />

doğrultusunda boy büzüşmesi olduğunu öğrendiniz. Bununla<br />

ilgili olarak; Şimdi iç uzunluğu çelik bir çubuğun boyu ile aynı<br />

olan bir kutu ve çelik çubuk düşünelim. Bu boylar cisimlerin<br />

durgun oldukları haldeki normal uzunluklarıdır. Her iki cisim<br />

de duruyorsa çubuk kutuya sığar. Şimdi çelik çubuğun kutuya<br />

itilerek değil de bir hızla fırlatıldığını düşünelim. İşi biraz daha<br />

derinleştirelim; çubuğun kutuya doğru ışık hızına yakın hızla<br />

hareket ettiğini düşünelim. Kutudan bakıldığında çelik çubuk<br />

ışık hızına yakın hızla hareket ettiğinden boy büzüşmesine<br />

uğrayacaktır. Dolayısıyla çelik çubuğun kutuya sığmasında<br />

bir sorun olmaz. Ancak duran cisimler de hareketli olanlara<br />

göre bir harekete sahiptir. Bir başka deyişle, çelik çubuğa göre<br />

kutu hareketlidir. Bu durumda boy büzüşmesine uğrayacak<br />

olan kutudur. Bu çerçeveden bakıldığında çelik çubuk kutuya<br />

sığmayacaktır. Bu bir çelişkidir.<br />

Bu çerçevede; sizden beklenen bu çelişkiyi çözerek, olayı<br />

düşünce etkinliği şeklinde düzenlemenizdir. Proje ödevinizi<br />

hazırlarken aşağıdaki yönerge size yardımcı olacaktır.<br />

­ Ödeviniz için bir araştırma planı hazırlayınız.<br />

­ “Çelişki” kavramı ile ilgili yeterli bilgiye ulaşmak için gerekli<br />

kaynaklara ulaşınız. Bu kaynaklar; kütüphane, İnternet, bu<br />

konuda yazılmış bilimsel makaleler, Bilim ve Teknik dergisi vb.<br />

olabilir.<br />

­ Yararlandığınız kaynakları raporunuza yansıtınız.<br />

­ Düşünce etkinliğinizi düzenlerken, kitabınızda yer alan<br />

etkinlik düzenlemelerinden faydalanabilirsiniz.<br />

­ Ulaştığınız kaynaklardan elde ettiğiniz verilerden faydalanarak<br />

oluşturduğunuz bilgileri metne dönüştürünüz.<br />

­ Çalışmanızı rapor haline dönüştürünüz.<br />

­ ‟Çelişki” kavramı ile ilgili hazırladığınız raporu ve düşünce<br />

etkinliğini sınıfta arkadaşlarınıza sununuz.<br />

­ Proje ödeviniz 257. sayfadaki EK ­ 1’de verilen dereceli<br />

puanlama anahtarı ile değerlendirilecektir.


Göreli Enerji<br />

Ünitenin başında klasik fizik kapsamında yani hareket<br />

hızının ışık hızının yanında çok küçük olması durumunda kütle<br />

ve zamanın gözlemcinin hareketine bağlı olarak değişmediğini<br />

söylemiş ve bu büyüklükleri mutlak büyüklük olarak adlandırmıştık.<br />

Bu büyüklüklerin dışındaki büyüklükler ise gözlemcinin hareketine<br />

bağlı olarak değişir. Hızın bu şekilde gözlemcinin hareketine bağlı<br />

olduğunu dokuzuncu sınıfta görmüştünüz.<br />

Ünitenin ilerleyen kısımlarında hareket hızının ışık hızına<br />

yakın olduğu konumda yani modern fizik kapsamında zamanın<br />

değiştiğini, genleştiğini kavradık ve Şeyma’nın rüyasının bu<br />

anlamda gerçek olabileceğini söyledik. Yine bu ünitede bazı<br />

eşitliklerin klasik fizik kapsamında geçerli olduğunu söylemiştik.<br />

Bu durumda ışık hızına yakın hızlarda yeni eşitlikler yazılıp<br />

yazılamayacağını hiç merak ettiniz mi? Bunu tasarladığımız bir<br />

etkinlikle araştıralım.<br />

7. Etkinlik<br />

→ F = q. → E<br />

→ v<br />

­<br />

Elektriksel Alanda<br />

Yolculuk<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Büyük hızla hareket eden bir elektronun elektriksel alana<br />

girdiğini düşününüz.<br />

2. Elektriksel alanın yüklü parçacıklara kuvvet uyguladığı<br />

bilindiğine göre, kuvvetle hızın aynı olması durumunda elektronun<br />

hızının artıp artmayacağını tartışınız.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Elektrona elektriksel alanın uyguladığı kuvvet bir iş yapar<br />

mı? Bu durumu nasıl açıklarsınız?<br />

2. Bu kuvvet şayet bir iş yapmışsa bu iş sizce ne olmuştur?<br />

Bu durumu nasıl açıklarsınız?<br />

3. Elektriksel kuvvetin etkisindeki elektron ışık hızına ulaşabilir<br />

mi? Bu durumu nasıl açıklarsınız?<br />

Elektriksel alan tarafından elektrona uygulanan kuvvet bir<br />

iş yapar. Yapılan bu iş elektronda kinetik enerji olarak birikir. Bu<br />

durumda elektronun sahip olduğu kinetik enerji klasik fizikteki<br />

eşitliklerle hesaplanamaz. Çünkü elektron ışık hızına yakın hızla<br />

hareket etmektedir. Yapılan işlemler elektronun bu durumda;<br />

→ E<br />

Modern <strong>Fizik</strong><br />

181


4. ÜNİTE<br />

182<br />

E =<br />

mc<br />

2<br />

v<br />

1−<br />

c<br />

2<br />

2<br />

kadarlık bir enerjiye sahip olduğunu gösterir.<br />

Bu enerji durgun kütle enerjisi olan E =mc 0 2 ile kinetik enerjinin<br />

toplamı olan enerjidir. Bu durumda<br />

E = E + E yazılır. Bu eşitlikten E çekilecek olursa<br />

k 0 k<br />

E = E ­ E k 02<br />

mc<br />

2<br />

Ek = − mc<br />

2<br />

v<br />

1−<br />

2<br />

c<br />

eşitliği elde edilir ki bu ışık hızına yakın hızlarda hareket eden<br />

parçacığın (rölativistik parçacık) kinetik enerjisidir. Bu enerjinin<br />

hıza göre değişim grafiği şekildeki gibi olur.<br />

0<br />

Ek<br />

mc 2<br />

Yukarıda yazdığımız E 0 =mc 2 eşitliğinden yararlanarak şunları<br />

söyleyebiliriz.<br />

Radyoaktif bir cisim radyasyon sonucu E kadarlık enerji<br />

yayarsa kütlesi E / c 2 kadar azalır. Diğer bir ifade ile Δm kadarlık<br />

kütle azalması E = Δmc 2 kadar enerji açığa çıkmasına neden olur.<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Radyoaktif elementlerde Δm kadarlık kütle azalması sonucu<br />

E = Δm.c 2 kadarlık enerji açığa çıktığını biliyoruz. Bu enerjiden<br />

günümüzden yaralanılıp yararlanılmadığını, eğer yaralanılıyorsa<br />

nerede ve nasıl yararlanıldığını araştırınız. Araştırmada fizik<br />

ve elektrik ­ elektronik mühendislerinden yardım alabilirsiniz.<br />

Araştırma sonuçlarınızı sınıftaki arkadaşlarınızla paylaşarak<br />

konu hakkında tartışınız.<br />

c<br />

v


A. Aşağıdaki soruların doğru seçeneğini işaretleyiniz.<br />

1. Aşağıdaki bilim adamlarından hangisi modern fiziğin doğuşuna katkıda bulunmamıştır?<br />

A) Einstein B) Bohr C) Heisenberg D) Schrödinger E) Newton<br />

2. Bir gözlemciye göre, aynı anda olan iki olayın ona göre hareketli olan bir başka gözlemci<br />

tarafından aynı anda gözlenmemesini açıklayan durum aşağıdakilerin hangisinde verilmiştir?<br />

A) Işık hızıyla hareket eden cisimlerin durgun gözlemciler tarafından büzülmüş olarak<br />

gözlenmesi<br />

B) Eş zamanlılığın mutlak bir durum olmaması<br />

C) Dünya’nın durgun bir referans sistemi olarak kabul edilmesi<br />

D) Gözlemcilerin aynı referans sistemlerinde olması<br />

E) İkinci gözlemcinin göz yanılması yaşaması<br />

3.<br />

büyük<br />

küçük<br />

Yukarıdaki şekle göre, klasik ve modern fiziğin çalışma alanlarını gösteren sıralama<br />

aşağıdaki seçeneklerden hangisinde verilmiştir.<br />

Klasik <strong>Fizik</strong> Modern <strong>Fizik</strong><br />

A) 1­3, 6­7 2­4, 5­8<br />

B) 1­4, 6­7 2­3, 5­8<br />

C) 1­4, 6­7 2­3, 5­8<br />

D) 2­3, 6­7 1­4, 5­8<br />

E) 2­4, 5­7 1­3, 6­8<br />

4. Zaman genişlemesiyle ilgili olarak aşağıda verilen ifadelerden hangisi doğrudur?<br />

A) Zaman genişlemesi sistemin hareket etmesi nedeniyle zamanın yavaş ilerlemesi demektir.<br />

B) Zaman genişlemesi aynı referans sistemi içinde gözlenir.<br />

C) Zaman genişlemesi sadece zamanın daha yavaş geçer gibi görülmesidir.<br />

D) Zaman genişlemesi dünyada zamanın hızlı akması demektir.<br />

E) Zaman genişlemesi uzayda zamanın hızlı akması demektir.<br />

B.<br />

1<br />

2<br />

kütle<br />

3<br />

4<br />

klasik fizik<br />

modern fizik<br />

Newton’un hareket yasaları klasik fizik esir maddesi zaman genişlemesi<br />

boy büzüşmesi kütle artışı geçerli özel görecelik teorisi<br />

1. Aşağıdaki ifadelerde noktalı yerleri, tabloda verilen kelimelerle anlamlı biçimde<br />

tamamlayınız.<br />

a) Klasik fizik kapsamında …………………………. geçerlidir.<br />

b) Modern fiziğin doğuşunda ………………………… büyük katkı sağlamıştır.<br />

c) Işık hızına yakın hızlarda hareket doğrultusundaki boyutlarda ………………… gözlenir.<br />

7<br />

8<br />

hız<br />

183<br />

5<br />

6<br />

büyük<br />

küçük


d) Michelson­Marley deneyi ………………. yokluğunu kanıtlar.<br />

e) <strong>Fizik</strong> yasaları bütün eylemsiz referans sistemlerinde ……………. olmalıdır.<br />

C. Aşağıdaki ifadelerden doğru olanların karşısına ‟D”, yanlış olanların karşısına ‟Y” yazınız.<br />

1. Işık hızına yakın hızda hareket eden bir uzay gemisindeki astronot saatine baktığı zaman<br />

saniyenin tıklamasında yavaşlama gözler. ( )<br />

2. Bir sistem duruyor veya sabit hızla hareket ediyorsa bu sistem eylemsiz referans sistem<br />

olarak adlandırılır. ( )<br />

3. Uzayda konum ve zamanı bir referans sistemine göre belirleriz. ( )<br />

D. Aşağıda kavram haritasında boş bırakılan kutuları kavramlardan hareketle doldurunuz.<br />

Kaynak Işık hızı Gözlemcinin hareketi<br />

Zaman Kütle Klasik<br />

Eş zamanlı Modern Referans sistem<br />

E. Aşağıdaki soruları cevaplayınız.<br />

1. Modern fizik günümüzde hangi alt isimlerle incelenmektedir?<br />

2. Bir insan ışık hızına yakın hızla hareket ederken<br />

vücudunun herhangi bir boyutunda küçülme gözleyebilir mi?<br />

Açıklayınız.<br />

3. Şekildeki gibi c ışık hızıyla hareket ettiği düşünülen bir<br />

sistemdeki Hasan kendi görüntüsünü düzlem aynada görebilir<br />

mi?<br />

184<br />

FİZİK<br />

Ayrılır<br />

Sabit Sabit<br />

Eylemsiz referans<br />

sisteminde bağımsızdır<br />

Hasan<br />

c


4. Bir çocuğun babasının doğumunu canlı olarak izleyip izleyemeyeceğini açıklayınız.<br />

5. 12m x 20m ebatlarındaki bir uzay aracının hangi hızda ve doğrultuda ilerlediği takdirde<br />

kare şeklinde görüleceğini bulunuz.<br />

6. Bir cismin göreli kinetik enerjisi, hangi hıza ulaştığında durgun kütle enerjisinin iki katı<br />

olur?<br />

185


OKUMA METNİ<br />

186<br />

İkiz Paradoksu<br />

Görelilik kuramında zamanın göreli olduğunu, yani farklı hızlarla hareket eden sistemlerde<br />

bulunan saatlerin farklı hızlarla çalışacağını biliyoruz. Bunun nedeni zamanın farklı hızlarda hareket<br />

eden sistemlerde göreli olmasıdır. Örnek olarak ikiz kardeşlerden birinin bir rokete binip ışık hızına<br />

yakın bir hızla Dünya’dan uzaklaştığını, diğer kardeşinse Dünya’da kaldığını varsayalım.<br />

Özel Görelilik Kuramı’na göre seçilen referans noktasına göre ışık hızına yakın bir hızla hareket<br />

eden araçta zaman yavaş ilerlemektedir, buradan hareketle roketteki kardeş kendini durgun<br />

Dünya’yı ise ışık hızına yakın bir hızla kendinden uzaklaşıyor görecektir. Bu durumda roketteki<br />

kardeşe göre Dünya’daki kardeş daha yavaş yaşlanacaktır.<br />

Dünya’daki kardeş ise kendini durgun roketteki ikiz kardeşini ise ışık hızına yakın bir hızla<br />

kendinden uzaklaşıyor görecektir. Bu durumda Dünya’daki kardeşe göre roketteki kardeş daha<br />

yavaş yaşlanacaktır.<br />

Her iki kardeş kendisinin yaşlı ve diğerinin daha genç olduğunu iddia ettiği için burada gerçekten<br />

bir çelişki varmış gibi görünmektedir. Kardeşlerin hangisinin haklı olduğu buluşma anında<br />

anlaşılabilir.<br />

Paradoksun Çözümü<br />

Dünya’daki ikiz haklıdır: Roketle hareket eden ve Dünya’da bulunan ikizler buluştuklarında<br />

Dünya’da kalan daha yaşlı, roketteki ise daha genç olacaktır. Burada dikkat edilmesi gereken<br />

nokta Dünya’daki ikizin hareket durumunu değiştirmemesidir. Buna karşın roketteki ikiz için aynı<br />

şeyi söyleyemeyiz. Roketteki ikiz, yolculuğu süresince kendisinin durduğunu düşünebilir, ama<br />

yolculuğunun bazı kısımlarında ivmeli bir hareket yapmaktadır. Dolayısıyla roket ivmeli hareket<br />

yaparken neler olabileceğini de hesaba katmalı ve ona göre bir sonuca ulaşmalıdır. Bu da ancak<br />

genel göreliliğin kullanılmasıyla mümkündür.<br />

Roketin ivmeli hareketi sırasında, roketteki ikiz, sanki bir yer çekimi kuvveti etkisi altındaymış<br />

gibi hissedecektir. Genel görelilik kuramına göre bu durumda Dünya’daki kardeşin daha hızlı<br />

yaşlanması gerekir.<br />

www.biltek.tubitak.gov.tr<br />

Bu kitap için düzenlenmiştir.


DALGALAR<br />

5. ÜNİTE


KONULAR<br />

* FUAR<br />

* PARAZİT<br />

* TSUNAMİ<br />

* FIRTINADAN SONRA<br />

* DALGALAR HEP AYNI DOĞRULTUDA MI YAYILIR?<br />

* SU DALGALARI KARŞILAŞINCA GÖRÜNÜMLERİ DEĞİŞİR Mİ?<br />

Bu ünitede;<br />

Atma ve periyodik dalga oluşturarak ikisi arasındaki farkı inceleyeceğiz.<br />

Atmaların sabit ve serbest uçtan yansımasını inceleyeceğiz. Bir ortamdan<br />

başka bir ortama geçerken yansıyan ve iletilen atmaların özelliklerini<br />

karşılaştıracağız. İki atmanın / dalganın karşılaşması durumunda meydana<br />

gelecek olayları keşfedeceğiz.<br />

Doğrusal ve dairesel su dalgaları oluşturup düzlem ve parabolik engelde<br />

yansımalarını keşfedeceğiz.<br />

Stroboskop yardımıyla su dalgasının hızını hesaplayacağız. Su dalgalarının<br />

bir ortamdan başka bir ortama geçerken kırılmaya uğradığını göreceğiz.<br />

Dalgalarda kırınım ve girişim oluşturarak çift tepe, çift çukur ve düğüm<br />

noktalarını belirleyeceğiz.


FUAR<br />

Üst üste gelen sınavlardan oldukça bunalan Öykü, biraz da<br />

yorgunluğunu atabilmek için hafta sonu ablasıyla fuara gider.<br />

Öykü ve ablası uzun uzun fuarı dolaşırlar. Çocuklar için çeşitli<br />

gösterilerin yapıldığı alana geldiklerinde elinde kırbacıyla bir<br />

adamın gösterisini tamamlamak üzere olduğunu görürler. Gösterici<br />

kırbacını büyük bir ustalıkla kullanmaktadır. Kırbaç, göstericinin<br />

bir tek hareketiyle adeta dağın iki tarafını birbirine bağlayan<br />

küçük bir tünel şeklini almakta ve bir hayli uzaktaki mumun alevini<br />

söndürmektedir. Kırbacın tek hareketle almış olduğu bu şekil<br />

kırbacın ucuna ulaştıktan sonra aynı şekilde geriye dönmektedir.<br />

Atma, kırbacın sopasına ulaştıktan sonra ise ters dönmekte ve<br />

bir müddet sonra küçülerek kaybolmaktadır. Bu durum Öykü’nün<br />

dikkatini çekmişti.<br />

Biraz sonra elinde ritmik jimnastik kurdelesi bulunan bir<br />

bayan gösterici sahneye çıktı. Elindeki kurdeleyi periyodik bir<br />

şekilde hareket ettirerek zik zaklar çizmeye başladı. Kurdeleye bu<br />

şekli verebilmek ancak kol ve bileğini uyumlu hareket ettirebilen<br />

yetenekli kişilere özgü bir davranıştı. Gösterici daha sonra<br />

elindeki kurdelenin ucuna farklı genişlikte bir kurdele bağlayarak<br />

gösterisine devam etti. Ancak bu defa bir öncekinden farklı bir şekil<br />

ortaya çıktı. Öykü, bu durumu fark etti ve bir sonraki gösterinin ne<br />

olacağını merakla beklemeye başladı.<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Dokuzuncu sınıfta ‟dalgalar” ünitesini işlerken dalgaların temel<br />

özelliklerinden frekans, periyot, dalga boyu ve genlik kavramlarını<br />

öğrenmiştiniz. Şimdi bu kavramları yeniden hatırlayalım.<br />

Periyodik bir dalga kaynağından 1 saniyede üretilen dalga<br />

sayısına frekans (f),<br />

Bir tam dalganın üretilmesi için geçen süreye periyot (T)<br />

dediniz.<br />

İki dalga çukuru ya da<br />

iki dalga tepesi arasındaki<br />

uzaklığa dalga boyu (λ)<br />

olarak öğrendiniz. Diğer<br />

bir ifadeyle bir periyotluk<br />

sürede dalganın al dığı<br />

yola dalga boyu dediniz.<br />

Dalgalar<br />

189


5. ÜNİTE<br />

Herhangi bir atmanın denge konumundan olan maksimum<br />

190<br />

uzaklığına genlik (y) denir.<br />

Dalganın den ge nokta sından herhangi bir an da ki uzaklığına<br />

uzanım (y 1 ) de nildiğini biliyoruz.<br />

Kırbaç, kurdele<br />

ve bunlara benzer<br />

ip, sar mal yay, lastik<br />

gibi cisim ler üzerinde<br />

mey dana geti rilen<br />

şe kil değişiklik leri nin<br />

nasıl oluştu ğu nu, ortamların<br />

bu şekil deği<br />

şik likle rine katkılarının<br />

neler olduğunu<br />

hiç düşün dünüz mü?<br />

Şimdi aşağıdaki etkinlikte atma ve periyodik dalga oluşturarak<br />

aralarındaki ilişkiyi açıklamaya çalışalım.<br />

1. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Beş metre uzunluğunda<br />

orta boy ka<br />

lınlıkta çamaşır ipi<br />

Atma ve Periyodik Dalga<br />

Aynı Oluşumlar mıdır?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. İpin her iki ucunu birer öğrenci tutarak ipi gergin hâle<br />

getirsin.<br />

2. Öğrencilerden biri ipi bir kez yukarı aşağıya hareket<br />

ettirerek önceki seviyesine getirsin.<br />

3. Aynı öğrenci ipi tutan elini eşit zamanlarda bulunduğu<br />

seviyeden aşağı­yukarı hareket ettirsin.<br />

Sonuca varalım<br />

1. Elinizi bir kez aşağı yukarı hareket ettirdiğinizde ip üzerinde<br />

oluşan şekil değişikliğinin ilerlemesinin sebebi sizce nedir?<br />

2. Elinizi sürekli aşağı yukarı hareket ettirdiğinizde oluşan<br />

şekil ile önceki şekil arasındaki benzerlikler nelerdir?<br />

3. Her iki durumda oluşan şekil değişikliğinin sebebi sizce<br />

nedir?<br />

4. İp üzerindeki şekil değişikliği elin hareketine bağlı olarak<br />

değiştirilebilir mi? Açıklayınız.<br />

5. İp üzerinde oluşturduğunuz şekil değişikliklerinde dalgalara<br />

ait temel özellikler gözlenebilmekte midir? Tartışınız.


Bu deneyimlerimiz bize atmanın esnek bir ortamda oluşturulan<br />

kısa süreli şekil değişikliği olduğunu göstermektedir.<br />

Yayılma doğrultusu<br />

Titreşim<br />

Doğrultusu<br />

Yayılma<br />

Doğrultusu<br />

Eğer kırbaç örneğindeki bu şekil değişikliği sürekli ve eşit<br />

zaman aralıklarında yapılırsa, oluşan şekil değişikliği farklı bir ad<br />

alır. Bu sürekli ve eşit zamanlı şekil değişikliğine periyodik dalga<br />

denir.<br />

Benzer şekilde fuardaki göstericinin kurdeleye yaptırdığı<br />

hareket periyodik dalgalara örnek verilebilir. Burada göstericinin<br />

kurdelede oluşturduğu atmalar kurdele üzerinde yayılarak<br />

periyodik dalgaları oluşturur.<br />

Atma veya dalganın oluşması için mutlaka bir kaynağa<br />

ihtiyaç vardır. Sirkteki göstericinin kırbaçta oluşturduğu atmanın<br />

kaynağı göstericinin elidir. Kırbaç, kurdele, sarmal yay, ip veya<br />

lastik üzerinde oluşturulan atma ya da dalgaların şekillerini, dalga<br />

kaynağı belirler. Dalgaların şekli, frekansı, periyodu, dalga boyu<br />

veya genliği kaynak tarafından belirlenir.<br />

Yüksek Frekanslı Periyodik Dalga Düşük Frekanslı Periyodik Dalga<br />

Pekiştirelim<br />

Günlük hayatınızda çevrenizde oluşan dalgalar ve dalgaları<br />

oluşturan kaynaklar nelerdir?<br />

Defterinize aşağı da kine benzer bir çizelge oluşturarak<br />

doldurunuz.<br />

Gözlenen Dalga Oluşum Nedeni Yayıldığı Ortam<br />

Su dalgası Martının suya dalması Sıvı<br />

Ses dalgası Konuşan bir kişi Gaz<br />

……………………. ……………………....... ……………….<br />

……………………. …………………........... ……………….<br />

Dalgalar<br />

191


5. ÜNİTE<br />

192<br />

Kırbaç Üzerindeki Atma Neden Ters<br />

Dönüyor?<br />

Telli müzik aletlerinde tel gerilerek iki uçtan belirli yerlere<br />

sabitlenir. Eğer bu sabitleme yapılmasaydı, telin bir ucu serbest<br />

olabilseydi, nasıl bir sonuç ortaya çıkabileceğini hiç düşündünüz<br />

mü?<br />

Benzer şekilde Öykü gösteriyi izlerken kırbaç üzerinde<br />

oluşturulan atmanın kırbacın ucuna geldiğinde ters dönmeden,<br />

aynı taraftan geriye döndüğünü kırbacın sopasına ulaştığında ise<br />

ters döndüğünü fark etmiş ve bu durumun nedenini merak etmişti.<br />

Şimdi kırbaç üzerindeki atmanın bu davranışını yapacağımız<br />

etkinlik ile araştıralım.<br />

Etkinlikte kullanılan malzemelerin çevreye ve kendinize<br />

zarar vermemesine dikkat ediniz.<br />

2. Etkinlik Atmalar Nasıl Yansır?<br />

Araç ve Gereçler<br />

● İki ya da üç metre<br />

uzunluğunda orta<br />

boy çamaşır ipi<br />

(2 adet)<br />

● Bir çekiç<br />

● Bir adet metal<br />

halka (bilezik<br />

büyüklüğünde)<br />

● Bir adet çelik<br />

çubuk<br />

● Bir adet üçayak<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. İpleri kullanarak sabit ve serbest uçlu düzenekleri kurunuz.<br />

Sabit uçlu düzenek için ipi çelik çubuğa bağlayınız. Serbest uç<br />

için ise ipi metal halkaya bağlayıp metal halkayı çelik çubuğa<br />

geçiriniz.<br />

3. Her iki ipi çekerek geriniz.<br />

4. Her iki ipte birer atma oluşturmadan önce, oluşan bu<br />

atmaların sabit ve serbest uçtan baş aşağı ya da baş yukarı<br />

yansıyacağına dair hipotez kurunuz.<br />

5. Her iki ipte birer atma oluşturarak atmaların hareketlerini<br />

gözlemleyiniz ve hipotezinizi test ediniz.


Sonuca Varalım<br />

1. Ucu sabitlenmiş ipte oluşturulan atma ile diğer ipte oluşturulan<br />

atmanın uçlara ulaştıktan sonraki hareketleri kurduğunuz<br />

hipotezle örtüşüyor mu?<br />

2. Atmanın serbest uçtan yansıması ile sabit uçtan yansıması<br />

arasında fark var mı? Tartışınız.<br />

Sabit uçta, baş yukarı gönderilen atma ters dönerek baş aşağı<br />

yansır. Yansıyan atmanın hızı, genliği ve genişliğinin büyüklüğü<br />

değişmez.<br />

Serbest uçta, baş yukarı gönderilen atma ters dönmeden<br />

aynı taraftan yansır. Yansıyan atmanın hızı, genliği ve genişliğinin<br />

büyüklüğü değişmez.<br />

Öykü’nün izlediği gösteride kırbaç üzerindeki atmanın kırbacın<br />

ucundan düz dönmesinin nedeni, kırbacın ucunun serbest uç<br />

olması kırbacın sopasından ters dönmesinin nedeni ise kırbacın<br />

sapının gösterici tarafından sabitlenmiş olmasıdır.<br />

Sarmal yay, tel ya da lastik gibi ortamlar daha fazla kuvvetle<br />

gerilirse serbest uç ya da sabit uçtan yansıyan atmanın dönme<br />

tarafında bir değişiklik olup olmayacağı hakkında öngörüleriniz<br />

neler olabilir? Tartışınız.<br />

Kurdeledeki Atma Mı Yoksa Kırbaçtaki<br />

Atma Mı Daha Hızlıdır?<br />

Göstericinin kurdele üzerinde oluşturduğu bir atmanın kurdele<br />

üzerinde ilerleme hızı her kullanılan kurdelede aynı mıdır? Farklı<br />

kumaşlardan yapılan kurdelelerde oluşturulan atmaların hızı aynı<br />

olur mu? Oluşturulan atmanın şekli hızına etki eder mi? Şimdi bu<br />

soruya yapacağımız etkinlikle cevap arayalım.<br />

Dalgalar<br />

193


5. ÜNİTE<br />

194<br />

Sarmal yayın bulunmadığı yerde, naylon çamaşır ipi<br />

kullanılarak aynı etkinlikler yapılabilir.<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Bir adet sarmal yay<br />

(kalın)<br />

● Bir adet sarmal yay<br />

(ince)<br />

● Bir adet süreölçer<br />

● Bir adet<br />

dinamometre<br />

● Bir adet cetvel<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Sarmal yayın bir ucunu dinamometreye bağlayınız.<br />

3. Bir öğrenci dinamometrenin ucundan, diğer öğrenci yayın<br />

öbür ucundan tutarak yayı geriniz.<br />

4. Dinamometrenin gösterdiği değeri kaydediniz.<br />

5. Bir atma oluşturarak atmanın yayın sonuna varış zamanını<br />

ölçünüz. Ölçümlerinizi en az beş kez tekrarlayarak hata oranını<br />

azaltınız.<br />

6. Öğrenciler arasındaki uzaklık değişmeden yaya en az<br />

dört farklı değerde kuvvet uygulayarak geriniz ve her bir durum<br />

için 5. basamaktaki işlemleri tekrarlayınız. Ölçüm sonuçlarınızı<br />

çizelgeye kaydediniz. Atmanın hızını bulurken x=v.t ifadesini<br />

kullanınız. Kalın yay için yaptığınız denemeleri ince yay<br />

kullanarak tekrarlayınız ve defterinize aşağı da kine benzer bir<br />

çizelge oluşturarak doldurunuz.<br />

Kullanılan<br />

Yay<br />

3. Etkinlik<br />

Uzunluk Yayı Geren<br />

Kuvvet<br />

Atmanın Hızı Neden<br />

Değişir?<br />

Atmanın Varış<br />

Zamanı<br />

Hız<br />

Büyüklüğü<br />

7. Çizelgenizdeki değerlerini kullanarak hızın yayı geren<br />

kuvvete bağlı grafiğini defterinize çiziniz.


Sonuca Varalım<br />

1. Gergin yaydaki atmanın hızı ile az gergin yaydaki atmanın<br />

hızı arasındaki fark nereden kaynaklanmış olabilir?<br />

2. Aynı şartlarda kalın yay yerine ince yay kullanılırsa aynı<br />

sonuçlar bulunabilir miydi? Tartışınız.<br />

Atmanın yay üzerinde ilerlerken birim zamanda aldığı yola<br />

atmanın yayılma hızı denir.<br />

Tüm periyodik dalgaların hızlarını hesaplamak için genel<br />

olarak v = λf eşitliği kullanılır. Bu eşitliğe ek olarak yaylarda<br />

dalganın yayılma hızı<br />

v = √F / µ eşitliği ile hesaplanır. Burada;<br />

Tel, yay… vb. gibi ortamlarda atmanın yayılma hızı √F ile<br />

doğru orantılı √µ ile ters orantılıdır.<br />

v : Dalganın hızı,<br />

F : Yayı geren kuvvet (Newton)<br />

µ : Yayın birim uzunluğunun kütlesidir (µ = m / l olup, birimi<br />

kg / m’dir). Bu ifadeye boyca yoğunluk denir. Boyca yoğunluk<br />

yayın kalınlık ve inceliğinin bir göstergesidir. µ x > µ y ise aynı<br />

maddeden yapılmış X yayı Y yayından daha kalındır.<br />

Örnek<br />

Yandaki şekillerde görüldüğü<br />

gibi F kuvveti ile gerilen<br />

yayda atmanın yayılma hızı<br />

v ’dir. Aynı yay 4F kuvveti ile<br />

gerilirse atmanın yayılma hızı<br />

kaç v olur?<br />

Çözüm<br />

v = √F / µ<br />

vˈ = √4F/µ => vˈ = 2v<br />

F<br />

4F<br />

v<br />

vˈ<br />

Dalgalar<br />

195


5. ÜNİTE<br />

Teli geren kuvvet 4 katına çıkarılırsa atmanın teldeki hızı 2<br />

196<br />

katına çıkar.<br />

v = √F / µ ifadesinden de anlaşılacağı gibi atmanın hızı teli<br />

geren kuvvet (F) ile telin birim uzunluğunun kütlesi olan µ’ye bağlı<br />

olduğunu öğrendiniz.<br />

Buradan hareketle dalgaların farklı ortamlarda farklı hızlarda<br />

yayılacağı sonucunu çıkarabiliriz.<br />

Şimdi, öğrendiklerimizden hareketle ‟Deprem dalgalarının,<br />

depremin merkez üssünden daha uzaklara iletiminde hangi tür<br />

toprak yapısı daha etkili olabilir?” sorusunu arkadaşlarınızla<br />

tartışınız.<br />

TARTIŞALIM<br />

Aynı ortamda farklı genlik ve şekillerde oluşturulan atmaların<br />

hızları aynı büyüklükte olur mu? Niçin?<br />

Dokuzuncu sınıfta; dalgaların çeşitli ortamlardaki yayılma<br />

hız la rını ortamlara göre sıralamış, v katı > v sıvı > v gaz olduğunu<br />

öğrenmiştiniz. Bu ünitede çeşitli katı ve sıvı maddelerde dalgaların<br />

yayılma hızına etki eden faktörlerin neler olduğunu araştıracağız.<br />

Günümüzde birçok gelişmiş ülke nükleer denemeler<br />

yapmaktadır. Bu nükleer denemeler geniş, insan yaşamı olmayan<br />

ve çöl olan coğrafyalarda yapılır. Sizce bunun sebebi ne olabilir?<br />

Nükleer denemelerin depremleri tetiklediği yönünde bilimsel<br />

tartışmalar yapılmaktadır. Nükleer denemeler ile depremler<br />

arasında size göre nasıl bir bağlantı kurulmaktadır? Ülkemizde<br />

meydana gelen bir depremin hangi şiddette olduğu gelişmiş<br />

birçok ülke tarafından anında tespit edilebilmektedir. Bu deprem<br />

dalgalarının bu ülkelere hangi ortamlardan geçerek ulaştığını<br />

tartışınız.<br />

Günlük hayatımızda oluşan dalgalar hep aynı ortamlarda<br />

mı yayılır. Bir ortamdan diğerine geçemez mi? Geçerse hangi<br />

özelliklerinde nasıl değişiklikler olabilir? Işık bir dalga olduğuna<br />

göre havadan suya geçişte ortam değişikliği meydana gelmektedir.<br />

Bu değişimin ışık üzerindeki etkilerini gözlemlememiz mümkün<br />

değildir. Mekanik dalgalarda dalgaların değişen özelliklerini<br />

gözlemlemek mümkündür. Bunun için kalın ve ince yaylar<br />

kullanarak farklı ortamlar oluşturabiliriz.<br />

Kalın yay ile ince yayı uç uca ekleyip bir uçtan atma<br />

gönderildiğinde meydana gelen durumu bir etkinlikle araştıralım.


4. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Bir adet ince yay<br />

● Bir adet kalın yay<br />

F<br />

İnce yay Kalın yay<br />

K<br />

İletilen ve Yansıyan At malar<br />

Hangi Özelliktedir?<br />

F İnce yay K Kalın yay<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. İnce ve kalın yayları uç uca ekleyiniz.<br />

2. Yaylardan kalın olanının bir ucunu sabitleyiniz.<br />

3. İnce yayda bir atma oluşturunuz. Atmanın bağlantı noktasından<br />

sonraki durumunu gözlemleyiniz.<br />

4. Şimdi İnce yayın ucunu sabitleyiniz.<br />

5. Sonra kalın yayda bir atma oluşturunuz ve bağlantı<br />

noktasından sonraki durumunu gözlemleyiniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Her iki durum için bağlantı noktalarına gelen atmaların bu<br />

noktadan sonraki durumları nasıl olur?<br />

2. Her iki durumda gelen ile yansıyan atmaların hızları<br />

arasında fark var mıdır? Varsa bu durumu nasıl açıklarsınız?<br />

3. Her iki durumda gelen atma ile iletilen atmanın hızları<br />

hakkında ne söyleyebilirsiniz?<br />

4. İletilen ve yansıyan atmaların genlik ve genişlikleri nasıl<br />

değişmiştir?<br />

Hafif yaydan gönderilen bir atma bağlantı noktasında iletilen<br />

ve yansıyan olmak üzere iki atma oluşturur. İletilen atma geldiği<br />

şekilde, yansıyan atma ise ters dönerek hareket eder. Gelen,<br />

iletilen ve yansıyan atmaların genliklerini karşılaştırdığımızda<br />

y 1 >y 2 , y 1 >y 3 olur. Bunun nedeni sizce ne olabilir?<br />

Dalgalar<br />

197


5. ÜNİTE<br />

198<br />

Hızlarını karşılaştırdığımızda ise; v = v > v olur. Bu genişlikler<br />

1 2 3<br />

arasında x = x > x ilişkisini gerektirir.<br />

1 2 3<br />

Kalın yayda da gelen atma bağlantı noktasında iletilen ve<br />

yansıyan olmak üzere iki atma oluşturur. Burada da genlikleri<br />

y >y , y >y olur. Hızları ise v = v < v olur. Bu durum x = x < x 1 2 1 3 1 2 3 1 2 3<br />

olmasını gerektirir. Kalın yayın kalınlığı artırılırsa iletilen ve yan sıyan<br />

atmaların durumunun ne olacağını tartışınız. Bu olay ile sabit<br />

uçtan bir atmanın yansıması arasında bir benzerlik var mıdır?<br />

Öykü’nün izlediği gösteride farklı genişlikteki birbirine bağlı<br />

kurdelelerin oluşturduğu şeklin tek kurdeleye göre farklı olmasını<br />

ince yaydan kalın yaya ya da kalın yaydan ince yaya geçen<br />

atmanın ara kesitte iletilen ve yansıyan olmak üzere ikiye ayrılarak<br />

birbirlerini etkilemesiyle açıklanır.<br />

Amortisörü arızalı bazı araçlarla uzun yolculuk yaptığınızda<br />

çok yorulduğunuzu hissedersiniz. Niçin?<br />

Günümüzde yeni teknolojilerle üretilen araçlardaki tekerle yol<br />

arasındaki sarsıntıyı en aza indirmek için sistemler geliştirilmiştir.<br />

Bunların neler olduğunu ve birbirine nasıl bağlandığını internetten<br />

ya da servislere giderek yapacağınız araştırmalar ile tartışınız.<br />

PARAZİT<br />

Gitar çalmayı çok seven Kaan aynı zamanda müzik dinlemeyi<br />

de çok seviyordu. Her zaman olduğu gibi o gün de radyoyu açmış<br />

keyifle müzik dinliyordu. Sıra şarkının en çok sevdiği bölümüne<br />

gelince radyonun sesi bozuldu ve radyodan farklı sesler<br />

gelmeye başladı. Hiçbir şey Kaan’ın keyfini kaçıramazdı ama bu<br />

da nereden çıkmıştı. Çok geçmeden ses düzeldi ama şarkının<br />

da sonu gelmişti. Akşam babası ile sohbet ederken bu durumu<br />

ona anlattı ve nedenini öğrenmek istedi. Babası ona diğer radyo<br />

dal galarından etkilendiği için parazit oluştuğunu söyledi. Kaan<br />

babasının sözlerinden pek birşey anlamamıştı. Gerçi okulda<br />

elektromanyetik dalgaları öğrenmişti ama kafasında hâla soru<br />

işaretleri mevcuttu. Ertesi gün okula gittiğinde zihnini kurcalayan<br />

tüm soruları fizik öğretmenine sordu. <strong>Fizik</strong> öğretmeni, Kaan’ı ve<br />

ar ka daşlarını laboratuvara götürdü. Burada sarmal yayı gören<br />

Kaan’ın aklına öğretmenin daha önce söylediği şu sözler geldi.<br />

Adları ve oluşturulma şekilleri farklı olsa da dalgalar benzer<br />

özellikler gösterir. Kaan sarmal yayı eline aldı, radyo sesinin parazitlenme<br />

nedenini anlamak için arkadaşları ile etkinlik yapmaya<br />

koyuldu.<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Günümüzde elektromanyetik dalgaların uygulama alanları fazladır.<br />

Özellikle haberleşme ve iletişimde yaygın olarak kullanılırlar.<br />

Hepimiz radyoyu severek dinleriz. Günümüzde bir şehirde FM<br />

bandından yayın yapan onlarca radyo vardır. İş yerinde, evde ya<br />

da yolda müzik dinlerken sesin bir anda parazitlendiğine az da<br />

olsa farklı seslerin ortaya çıktığına şahit olmuşsunuzdur.<br />

Kaan’ın radyo dinlerken sesin neden parazitlendiğini anlayabilmesi<br />

için sınıf arkadaşlarıyla yaptığı etkinliği biz de yapalım.


Araç ve Gereçler<br />

● Dört veya beş adet<br />

sarmal yay<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Sınıfınızda 5 veya 6 kişilik gruplar oluşturunuz.<br />

2. İki öğrenci sarmal yayı uçlarından tutarak yerde gergin<br />

hâle getirsin.<br />

3. Her iki öğrenci tepe ­ tepe (T­T) olacak şekilde 10 cm ­<br />

5cm ve 10 cm ­10 cm genlikli atmalar oluştursun. Atmaların karşılaştığında<br />

oluşan şeklin büyüklüğünü çizelgeye yazınız.<br />

4. Üçüncü adımdaki işlemleri çukur ­ çukur (Ç ­ Ç) ve çukur<br />

­tepe (Ç ­ T) olacak şekilde tekrarlayınız ve sonuçları defterinize<br />

aşağı da kine benzer bir çizelge oluşturarak doldurunuz.<br />

Atmanın<br />

Konumu<br />

5. Etkinlik<br />

1. Atmanın<br />

Genliği (cm)<br />

Atmalar Karşılaşırsa Ne<br />

Olur?<br />

2. Atmanın<br />

Genliği (cm)<br />

Atmalar Karşı laşın ca<br />

Oluşan Atma Genliği<br />

10 10<br />

T ­ T<br />

10 5<br />

10 10<br />

Ç ­ Ç<br />

10 5<br />

10 10<br />

T ­ Ç<br />

10 5<br />

Sonuca Varalım<br />

1. T ­ T veya Ç ­ Ç atmalar karşılaştığı zaman ne gözlemlediniz?<br />

Bu durumu nasıl açıklarsınız?<br />

2. T­ Ç atmalar eşit genlikte veya farklı genlikte gelip<br />

karşılaştıkları zaman ne gözlemlediniz? Bu durumu açıklayınız.<br />

3. Yay kullanılarak yapılan bu etkinlikte elde ettiğiniz sonuçlar<br />

su dalgaları için de geçerli midir? Tartışınız.<br />

Atmalar; sarmal yayda baş yukarı<br />

ve birbirine zıt yönde gönderilip<br />

karşılaştıkları anda bir bir lerini<br />

güçlendirerek bileşke atmayı oluştururlar.<br />

Bileşke atma, bir ortamda<br />

iki atmanın oluşturduğu yeni atmaya<br />

verilen isimdir. Aynı yönden gelen<br />

atmalar üst üste geldik lerinde<br />

bileşke atmanın genliği maksimum<br />

olur. Bu duruma kuvvetlendirici<br />

(yapıcı) girişim denir ve iki dalga<br />

tepe noktalarının birbiriyle çakışarak genliği daha büyük dalga<br />

oluşması şeklinde tanımlanır.<br />

Dalgalar<br />

199


5. ÜNİTE<br />

Sabun köpüğünün ışık<br />

altında renklenmesi<br />

200<br />

Bu genlik gelen atmaların gen­<br />

likleri toplamına eşittir. y = y 1 + y 2<br />

Eğer atmalar aynı sarmal yay<br />

üzerinde biri baş yukarı diğeri baş<br />

aşağı olacak şekilde oluşturulursa<br />

atmalar üst üste binme sırasında<br />

atmalar birbirlerini zayıflatır ve bileşke<br />

atmanın genliği atmaların genlikleri<br />

farkına eşit olur. Bu duruma zayıflatıcı (bozucu) girişim denir.<br />

Bileşke atmanın genliği,<br />

y = y 1 ­ y 2 ’dir.<br />

Durgun yaya göre simetrik<br />

ve özdeş atmalar tam üst üste<br />

geldiğinde bir an için birbirlerini<br />

söndürürler. O anda yayda bir<br />

hareket gözlenmez.<br />

Bütün bu etkileşimlerde atmalar sarmal yay üzerinde ya<br />

da farklı ortamlarda nasıl karşılaşırsa karşılaşsınlar atmalar<br />

bütün özelliklerini koruyarak birbiri içinden geçerler ve hareket<br />

doğrultusunda ilerlemeye devam ederler.<br />

Dalgaların sahip olduğu bu özelliklerden dolayı bazen radyo<br />

dalgaları birbirlerinin etkisini zayıflatır ve dinlediğimiz yayının<br />

kalitesini düşürür. Kaan’ın radyo dinlerken karşılaştığı durumun<br />

nedeni budur. Dalgaların üst üste binmesi durumunda dalga<br />

frekansındaki değişmeden faydalanılarak günümüzde cep<br />

telefonlarının sinyalleri engellenmektedir. Bu aletlere frekans<br />

karıştırıcı denilmektedir. Cep telefonu dalgalarını frekans<br />

karıştırıcı ile yayılan elektromanyetik dalgalar sönümlemektedir.<br />

Benzer şekilde sabun köpüğüne ışık düşürülünce sabun<br />

köpüğünün renklenmesi ışık dalgalarının tepe ve çukurların üst<br />

üste gelmesiyle açıklanmaktadır.<br />

Performans Görevi<br />

Frekansları Karıştırıyorum<br />

Beklenen Performans Puanlama<br />

Yöntemi<br />

­ Problem Çözme<br />

Becerisi<br />

­ Bilişim ve İletişim<br />

becerisi<br />

­ Verimli çalışma becerisi<br />

Dereceli<br />

Puanlama<br />

Anahtarı<br />

Görev<br />

Süresi<br />

1 hafta<br />

Görev İçeriği: Dalgaların üst üste binmesi durumunda<br />

dalga genliğindeki değişmeden faydalanılarak cep telefonlarının<br />

sinyallerinin engellenebildiğini ve bunu yapabilen cihazların<br />

‘frekans karıştırıcı’ olarak adlandırıldığını öğrendiniz.


Bu çerçevede sizden;<br />

Frekans karıştırıcı cihazların çalışma prensiplerini ve günlük<br />

hayattaki kullanım alanlarını araştırmanız beklenmektedir.<br />

Ödevinizi hazırlarken aşağıdaki yönerge size yardımcı olacaktır.<br />

­ Sınıfınızda 4 veya 5 kişilik gruplar oluşturunuz.<br />

­ Grubunuz içerisinde görev dağılımı yaparak, bir grup<br />

temsilcisi belirleyiniz.<br />

­ Bir araştırma planı yapınız.<br />

­ Ödev konunuzu çok çeşitli kaynaklardan (İnternet,<br />

kütüphane, bu konuda yazılmış bilimsel makaleler, konu ile ilgili<br />

dergiler, vb.) araştırınız.<br />

­ Araştırmada yararlandığınız kaynakları, raporunuzda<br />

kaynakça bölümünde belirtiniz.<br />

­ Araştırma sonuçlarınızdan elde ettiğiniz verileri, kendi<br />

yorumunuzu da katarak bir metne dönüştürünüz.<br />

­ Araştırma metninizi görsel materyallerle (konu ile ilgili<br />

resimler, kendi çizimleriniz veya konu ile ilgili sizin çektiğiniz<br />

fotoğraflar vb.) destekleyerek dört sayfayı geçmeyecek şekilde<br />

raporlaştırınız.<br />

­ Araştırma raporunuzu, uygun teknolojik araçlardan<br />

yararlanarak Powerpoint sunusuna dönüştürünüz. Sınıfta<br />

arkadaşlarınızın ilgisini çekecek şekilde çalışmanızı sununuz.<br />

­ Araştırmanız 257. sayfadaki EK ­ 1’de verilen dereceli<br />

puanlama anahtarı ile değerlendirilecektir.<br />

Dalgaların üst üste binmesi prensibinin farklı uygulama alanları<br />

da vardır. Bu uygulama alanlarından biri günlük yaşantımızda<br />

karşılaştığımız akort olayıdır. Telli müzik aletlerinin akort edilmesi<br />

ile istenilen frekansta, ses yayması amaçlanmaktadır. Frekansı<br />

değişen dalganın dalga boyu da buna bağlı olarak değişmektedir.<br />

Bu yalnızca telli müzik aletlerinde olmayıp nefesli çalgılarda<br />

da delikleri açıp kapayarak sesin dalga boyu değiştirilmekte ve<br />

istenilen ses oluşturulmaktadır. Bütün bu ayarlardan amaç tel<br />

üzerinde kararlı dalgalar elde ederek istenilen frekansta ses<br />

oluşturmaktır.<br />

Bir engele doğru giden ve<br />

yansıyan dalgaların girişimi<br />

ile oluşan dalgalara kararlı<br />

dalgalar denir.<br />

Oyun parkında, salıncaktaki çocuğu sallayan bir kişinin<br />

salıncağa uygun yönde kuvvet uygulayarak çocuğu itmesi<br />

sonucunda salıncağın salınım genliğinin gittikçe artmasının<br />

nedenini hiç düşündünüz mü? Benzer şekilde bir kişinin, daha<br />

yükseğe sıçrayarak havuza atlayabilmesi için tramplende<br />

aşağı­yukarı sallanmasının sebebi sizce ne olabilir? Sizlerde<br />

çevrenizden bunlara benzer örnekler bulunuz.<br />

L<br />

Dalgalar<br />

201


5. ÜNİTE<br />

Her sistemin bir doğal<br />

fre kansı vardır. Sisteme uygu<br />

la nan kuvvetin frekansı ile<br />

sis temin frekansı birbirine eşit<br />

olur sa sistem oldukça büyük<br />

genlikle hare ket eder. Bu<br />

duruma rezonans hâli denir.<br />

Yukarıda salın cak örneğinde<br />

kuvvet uygu layan kişinin frekansı<br />

ile salın cağın doğal<br />

frekansı eşittir. Bu durumda<br />

sistem rezonans hâlindedir.<br />

202<br />

f


Örnek<br />

Yandaki şekillerden üsttekinde tel, F<br />

kuvveti ile gerildikten sonra bir ucundan f<br />

frekansıyla titreştirilince 4 tam harmonik<br />

(iğ) oluşuyor. Şekilde görüldüğü gibi telin<br />

boyu dört katına çıkarılarak, 4F kuvveti ile<br />

gerilip, 4f frekansıyla titreştirilirse kaç tam<br />

harmonik (iğ) oluşur?<br />

Çözüm<br />

f = nv / 2L eşitliğinden n’yi çekelim.<br />

L⋅f F<br />

n = 2Lf / v olur. Bu eşitlikte n v = yerine 2⋅<br />

F µ<br />

µ<br />

yazalım.<br />

L⋅f n = 2⋅<br />

olur. Verilenleri yerine yazacak olursak;<br />

F<br />

İp 4 kat yapılırsa µˈ = 4µ olur.<br />

µ<br />

L. f L. f L f<br />

n'<br />

= n'<br />

n'<br />

F<br />

F<br />

F<br />

'<br />

⋅<br />

⇒ = ⋅<br />

⇒ = ⋅<br />

2 4 2 4<br />

8<br />

4<br />

4<br />

µ 4µ<br />

µ<br />

F<br />

n L f n<br />

= n'n n'<br />

F L f n'<br />

⋅ ⋅ 2 µ 1<br />

⋅ ⇒ = ⇒ = 4<br />

⋅ 8 4<br />

bulunur.<br />

µ<br />

n yerine 4 yazarsak nʹ = 16 tam iğ oluşur.<br />

Pano Hazırlıyoruz<br />

olur. n ve n' nü<br />

oranlayalım.<br />

Tacoma Narrows (Takoma<br />

Narovs) köprüsü, ABD’nin<br />

Tacoma şehrinde 1940 yılında<br />

inşa edilmiştir. Bu köprü<br />

açılışından 4 ay sonra yıkılmıştır.<br />

Yıkılma nedenleri ile<br />

ilgili farklı teoriler gündeme<br />

gelmiştir. Sizden beklenen;<br />

bu köprünün yıkılma nedenlerini araştırmanızdır. Bunun için;<br />

­ Sınıfınızda iki grup oluşturunuz.<br />

­ Gruplardan biri köprünün yıkılma nedenleri konusunda<br />

araştırma yaparken, diğer grup konu ile ilgili çizimler, fotoğraflar<br />

ve similasyonlara ulaşmaya çalışsın.<br />

­ Araştırmanızı yaparken çeşitli kaynaklardan (İnternet,<br />

F<br />

4F<br />

Dalgalar<br />

203


5. ÜNİTE<br />

204<br />

kütüphane, bu konuda çıkmış haberler, bilimsel dergiler vb.)<br />

yararlanabilirsiniz.<br />

­ Her iki grup üyeleri bir araya gelerek elde ettiğiniz bulguları<br />

birleştiriniz. Elde ettiğiniz araştırma sonuçlarınızı bu konu ile<br />

ilgili topladığınız çizimler, resimler ve fotoğraflarla destekleyerek<br />

okulunuzdaki diğer öğrencilerin de rahatlıkla görebileceği bir<br />

yerde okul panosu oluşturunuz.<br />

İp ya da yay üzerinde oluşturulan dalgaların özellikleri ve<br />

davranışları ile su dalgalarının özellikleri ve davranışları arasında<br />

benzerlik var mıdır?<br />

TSUNAMİ<br />

Tsunami, Japoncada ‟liman dalgası” anlamına gelir. Bu sözcük<br />

Dünya dille rine 15 Haziran 1896’dan sonra Meiji depremi ile girdi.<br />

Bu deprem 8,5 büyüklüğünde oldu ve 21 bin kişi hayatını kaybetti.<br />

Meiji depremi sonrasında tarihin en büyük tsunamilerinden biri<br />

meydana geldi.<br />

Okyanus ya da deniz tabanlarında oluşan deprem, heyelan,<br />

volkan patlaması ve bunlara bağlı taban çökmesi, zemin kaymaları<br />

gibi durumlarda ortaya çıkan büyük enerji denize geçerek<br />

tsunamiyi oluşturur.<br />

Tsunami ilk oluştuğunda<br />

tek bir dalgadır. Ancak kısa<br />

bir süre sonra üç ya da beş<br />

dalgaya dönüşür. Dalgaların<br />

birincisi ve sonuncusu çok<br />

zayıftır diğerleri yıkım etkisi<br />

yapar. Depremlerden kısa bir<br />

süre sonra kıyılarda anormal su<br />

çekilmeleri ve su düzeyi değişimi ilk dalganın geldiğinin habercisi<br />

olmaktadır.<br />

Tsunami dalgaları derin kısımlarda çok küçük genlik ve büyük<br />

dalga boyuna sahiptir. Sığ sulara ulaşınca dalga genliği artmakta<br />

ve dev dalgalar oluşmaktadır.<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.


Su üzerinde hangi şekillerde dalgalar üretilebilir? Su<br />

dalgalarının şekli kaynağın şekline bağlı mıdır? Kaynak dalganın<br />

hangi özelliklerini değiştirebilir?<br />

Su dalgalarının oluşumunu ve özelliklerini daha iyi kavrayabilmek<br />

için aşağıdaki etkinliği yapalım.<br />

6. Etkinlik Su Dalgaları Nasıl Oluşur?<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Dalga leğeni ya da<br />

tepsi<br />

● Dalga sönümleyici<br />

● 20 cm uzunluğunda<br />

plastik boru<br />

● Damlalık<br />

● Bir cam bilye<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik<br />

gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki<br />

etkinlik basamaklarını<br />

dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Dalga leğeni ya da tepsiye, yatay konumda olacak şekilde<br />

yeteri kadar su koyunuz.<br />

3. Plastik boruyu suya batırıp çıkararak dalga üretiniz.<br />

4. Cam bilyeyi 30 ­ 40 cm yükseklikten bırakarak dalga<br />

oluşturunuz.<br />

5. Birer, ikişer, üçer saniye aralıklarla sabit yükseklikten<br />

damlalıkla su damlatarak dalgalar oluşturunuz. Dalga boylarını<br />

defterinize aşağı da kine benzer bir çizelge oluşturarak gözlemlerinize<br />

göre kısa, orta ve uzun olacak şekilde doldurunuz.<br />

Dalga Oluşturma Süresi Dalga Boyu (λ)<br />

1 saniye<br />

2 saniye<br />

3 saniye<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Damlalıkla oluşturduğunuz su dalgasının şekli ile plastik<br />

boruyla oluşturduğunuz dalganın şekli arasında fark var mı?<br />

2. Cam bilyeyle oluşturduğunuz su dalgasının genliği ile<br />

damlalıkla oluşturduğunuz su dalgasının genliği arasında fark var<br />

mı? Varsa bu fark nereden kaynaklanmaktadır.<br />

3. Damlalıkla ve plastik boru ile üretilen dalgaların ilerleme<br />

doğrultuları arasındaki farkı açıklayınız.<br />

4. Dalgalar arası uzaklık, dalgaların periyodu ve frekansı<br />

nelere bağlıdır?<br />

Dalgalar<br />

205


5. ÜNİTE<br />

206<br />

5. Dördüncü adımda oluşturduğunuz dalgalar için defterinize<br />

aşağı da kine benzer bir çizelge oluşturarak doldurunuz.<br />

Dalga Oluşturma Süresi<br />

1 saniye<br />

2 saniye<br />

3 saniye<br />

Periyot ( T) Frekans (f)<br />

Derinliği her yerinde aynı olan dalga<br />

leğenindeki durgun suya parmağımızı<br />

batırıp çıkardığımızda, belirli bir yükseklikten<br />

su damlası damlattığımızda ya da<br />

herhangi bir cismin ucuyla dokunduğumuzda<br />

durgun su yüzeyinde dairesel<br />

dalgalar oluşur. Oluşan bu dairesel dalgaların<br />

merkezi su yüzeyine ilk temas<br />

edilen noktadır.<br />

Dalga şeklinin düzgün çembersel olmasının nedenlerinden<br />

biri su dalgalarının iki boyutta her yöne yayılmasıdır.<br />

Düz bir cetvel yatay olarak<br />

dalga leğenindeki durgun suya<br />

batırılıp ileriye doğru bir itme<br />

verildiğinde doğrusal dalgalar<br />

oluşur. Bu dalgalar ilk başlangıç<br />

durumlarına göre paralel yayılırlar.<br />

Derinliği her yerde aynı<br />

olan ortamlarda dalga daima tepe çizgisine dik olarak ilerler.<br />

Denizde oluşan doğrusal dalgalara tsunami dalgalarını örnek<br />

verebiliriz. Deniz ve göllerde hem doğrusal hem de dairesel su<br />

dalgaları oluşabilir.<br />

Derinliği değişmeyen bir dalga leğeninde periyodik olarak<br />

oluşturulan dairesel su dalgalarının üstten ve yandan görünüşleri<br />

aşağıdaki şekillerde gösterilmiştir.<br />

Oluşan dairesel çemberler tümsek (tepe) ve çukur biçimindedir.<br />

Ardışık aynı tür çemberler arasındaki uzaklık dalga boyu kadardır.<br />

İki çukur ya da iki tepe arasındaki uzaklık da λ kadardır.


Doğrusal dalgaların görünümleri ise;<br />

şeklindedir.<br />

Dalga oluşturabilmek için mutlaka bir kaynağa ihtiyaç duyulur.<br />

Kaynak olmadan herhangi bir dalga üretilmez. Dalgalar enerji<br />

taşıdıkları için bu enerjiyi bir kaynaktan almalıdırlar.<br />

Kaynaktan alınan enerji ortamın molekülleri tarafından<br />

birbirine aktarılarak dalga ortamda iletilir. Bu nedenle su yüzeyinde<br />

duran ördek dalga ile birlikte kenara sürüklenmez. Maçlarda<br />

taraftarların yaptığı Meksika dalgasında da aynı durum söz<br />

konusudur. Oluşturulan dalga hareketi incelendiğinde taraftarların<br />

yer değiştirmediğini buna rağmen oluşan hareketin dalga şeklinde<br />

ilerlediğini görürüz.<br />

Su dalgalarının hem enine hem de boyuna yayılan dalga<br />

olduğunu dokuzuncu sınıfta ‟dalgalar” ünitesini işlerken<br />

öğrenmiştiniz.<br />

Bir dalganın normal konumundan (denge konumundan)<br />

yükselme veya alçalma mesafesine genlik denildiğini biliyoruz.<br />

Genlik dalgayı ortaya çıkaran enerjinin miktarına bağlıdır.<br />

Tsunamilerin yıkıcı etkiye sahip olması, kaynağın dalgaya fazla<br />

miktarda enerji vermesinin sonucudur. Tsunami hakkında ayrıntılı<br />

bilgi ve yıkıcı etkisi büyük olan bazı tsunamiler kitabın sonunda<br />

verilmiştir.<br />

Dalgalar<br />

207


5. ÜNİTE<br />

208<br />

Performans Görevi<br />

Dalgalardan Elektrik Üretiyorum<br />

Beklenen<br />

Performans<br />

­ Problem Çözme<br />

Becerisi<br />

­ Bilişim ve İletişim<br />

becerisi<br />

­ Verimli çalışma<br />

becerisi<br />

PROBLEM ÇÖZELİM<br />

Problem Durumu<br />

Salih’in evi deniz kenarındaydı ve Salih denizi seyretmekten<br />

çok hoşlanıyordu. Çünkü dalgaların arda arda sahile<br />

ulaşmalarını gözlemlemek Salih’e eğlenceli geliyordu. Bazı<br />

günlerde dalgaların aralarındaki uzaklıklar ve yükseklikler<br />

değişiyordu. Salih bu değişimin nedenini çok merak ediyordu.<br />

Dalgaların kenara yaklaşma hızları değişmezken acaba<br />

aralarındaki uzaklık neden değişiyordu.<br />

Bu problemi dalga boyu ve periyot ile nasıl ilişki lendi rebilirsiniz.<br />

Burada su dalgalarının birbirine olan uzaklıklarını ve genliklerini<br />

belirleyen etkenler sizce nelerdir?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Problemle ilgili aşağıdaki değişkenleri belirleyiniz.<br />

Bağımlı değişkenler: ………………………………....<br />

Bağımsız değişkenler:………………………………..<br />

Kontrol edilen değişkenler: ……………………….<br />

2. Ölçüm araçları: …………………………………………<br />

Sonuca Varalım<br />

Dokuzuncu sınıfta ‟dalgalar” ünitesini işlerken λ = v.T<br />

ifadesini öğrenmiştiniz. λ = v.T ifadesini dikkate alarak bu<br />

problemdeki değişkenleri belirleyiniz, hazırlayacağınız bir<br />

etkinlikle probleme çözüm arayınız.<br />

Periyot, frekans, dalga boyu, genlik, hız gibi dalga<br />

kavramlarını dokuzuncu sınıfta görmüştünüz. Bu kavramlardan<br />

hangileri ortamın özelliklerine bağlıdır?<br />

Puanlama<br />

Yöntemi<br />

Dereceli<br />

Puanlama<br />

Anahtarı<br />

Görev Süresi<br />

1 hafta<br />

Görev İçeriği: Su dalgalarından yararlanarak elektrik<br />

enerjisi üretimi sizin de hatırlayacağınız gibi yenilenebilir<br />

enerji üretimine örnektir. Su dalgalarının enerji taşıması ve


u enerjinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi bazı ülkeler<br />

tarafından kullanılmaktadır. Bu çerçevede sizden ;<br />

Bu ülkeleri belirleyerek, su dalgalarının enerjisinden nasıl<br />

elektrik enerjisi ürettiklerini araştırmanız beklenmektedir.<br />

Araştırmanızı hazırlarken aşağıdaki yönerge size yardımcı<br />

olacaktır.<br />

­ Bir araştırma planı yapınız.<br />

­ Araştırma konunuzu çok çeşitli kaynaklardan (İnternet,<br />

kütüphane, bu konuda yazılmış bilimsel makaleler, konu ile ilgili<br />

dergiler, vb.) araştırınız.<br />

­ Araştırmada yararlandığınız kaynakları, raporunuzda<br />

kaynakça bölümü altında belirtiniz.<br />

­ Araştırma sonuçlarınızdan elde ettiğiniz verileri, kendi<br />

yorumunuzu da katarak bir metne dönüştürünüz.<br />

­ Araştırma metninizi görsel materyallerle (konu ile ilgili<br />

resimler, kendi çizimleriniz veya konu ile ilgili sizin çektiğiniz<br />

fotoğraflar vb.) destekleyerek, dört sayfayı geçmeyecek şekilde<br />

raporlaştırınız.<br />

­ Araştırma raporunuzu, Powerpoint sunusuna dönüştürerek<br />

sınıfta arkadaşlarınızın ilgisini çekecek şekilde sununuz.<br />

­ Araştırmanız 257. sayfadaki EK ­ 1’de verilen dereceli<br />

puanlama anahtarı ile değerlendirilecektir<br />

FIRTINADAN SONRA<br />

Fırtınalı bir gecenin sabahında Alp okula giderken, deniz<br />

kenarı boyunca uzanan karayolunun tahrip olduğunu ve yolun<br />

ulaşıma kapandığını gördü. Yolun yıkılma nedeninin dalga<br />

olduğunu öğrenince çok şaşırdı. İçinden ‘Madem dalgalar yollara<br />

zarar verebiliyor neden yolları denize çok yakın yapıyorlar? Deniz<br />

kenarına yapılmış yolları dalgalardan korumak için tedbir alınması<br />

gerekmez mi?’ diye düşündü.<br />

Alp uzun uzun yıkılmış yola baktı. Kendi kendine ‟Madem<br />

dalgaların bu kadar yıkıcı etkisi var, acaba onlar kıyıya zarar<br />

Dalgalar<br />

209


5. ÜNİTE<br />

210<br />

vermeden önce su içersinde başka<br />

bir tarafa gönderilebilir mi?”<br />

diye sordu. Alp bunun mümkün<br />

olabileceğini düşünerek bunun<br />

için çok büyük düzeneklerin<br />

yapılması gerektiğine inanıyordu.<br />

‟Limanlar da dalgakıran yardımı<br />

ile bu şekilde korunmuyor<br />

muydu?”<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

İlköğretim fen ve teknoloji dersinde temel bilgilerini kazandığınız<br />

ışığın yansımasında yüzeyin normali, odak noktası, gelme<br />

açısı ve yansıma açısı kavramlarını yeniden hatırlayalım.<br />

Saydam ortamda hareket eden ışığın bir yüzeye çarparak<br />

geldiği ortama geri dönmesine yansıma denir.<br />

gelen ışın<br />

Normal<br />

yansıtıcı yüzey<br />

yansıyan ışın<br />

Gelme Açısı (î) : Gelen ışının normale yaptığı açı.<br />

Yansıma Açısı (r): Yansıyan ışının normale yaptığı açı.<br />

Yüzeyin Normali (N): Işığın yüzeye geldiği noktadaki dikme.<br />

Işık küresel yüzey ler de de düzlem yü zey lerde olduğu gibi<br />

yan sıma kanun larına uy gun şekilde yansıma yapar.<br />

Çukur aynanın asal eksenine paralel gelen ışınlar aynada<br />

yansıdıktan sonra bir noktada kesişir.<br />

Tümsek aynanın asal eksenine paralel gelen ışınlar aynada<br />

yansıdıktan sonra yansıyan ışınların uzantıları bir noktada kesişir.<br />

Her iki durumda yansıyan ışınların ve yansıyan ışınların<br />

uzantılarının kesiştiği nokta küresel yüzeylerin odak noktalarıdır.<br />

Işık için geçerli olan yüzeyin normali, gelme açısı, yansıma<br />

açısı gibi kavramlar su dalgaları için de geçerli olabilir mi? Bu


kavramları su dalgalarında da gözlemleyebilir miyiz? Işık ile su<br />

dalgaları aynı davranışları gösterir mi?<br />

Doğrusal ve dairesel su dalgalarının düzlem ve parabolik<br />

engelde nasıl yansıtılabileceğini öğrenmek ve bu soruları<br />

cevaplayabilmek için aşağıdaki etkinliği yapalım.<br />

7. Etkinlik Engelden Nasıl Yansır?<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Dalga leğeni<br />

takımı<br />

● 20 cm uzunluğunda<br />

düz engel<br />

● Birer adet çukur ve<br />

tümsek engel<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar<br />

oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basa maklarını dikkate alarak<br />

görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Düzlem engeli dalga<br />

leğenin bir ucuna koyunuz. Düz<br />

engele paralel olacak şekilde doğrusal dalga oluşturunuz ve bu<br />

dalgayı düzlem engelde yansıtınız.<br />

3. Düzlem engelin doğrultusunu değiştirerek ona yeniden<br />

doğrusal dalga gönderiniz.<br />

4. Doğrusal dalga kaynağının önüne çukur ve tümsek engelleri<br />

ayrı ayrı fakat farklı uzaklıklarda koyarak doğrusal dalgayı bu<br />

engellerde yansıtınız.<br />

5. Dalganın düzlem engele gelme ve yansıma açılarını<br />

gözlemleyiniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Düzlem engele paralel ve belirli bir açı ile gönderdiğiniz<br />

doğrusal dalgalar nasıl yansımıştır?<br />

2. Doğrusal dalgaların çukur ve tümsek engelde yansıdıktan<br />

sonraki durumları nasıldır?<br />

3. Işığın düzlem ve parabolik yüzeylerde yansıdıktan sonraki<br />

davranışı ile su dalgalarının aynı yüzeylerde yansıdıktan sonraki<br />

davranışı arasında benzerlikleri nasıl açıklarsınız?<br />

4. Dalganın düzlem engele gelme ve yansıma açıları birbirine<br />

eşit midir? Bu durumu ışıktaki yansıma ile karşılaştırınız.<br />

5. Su dalgaları da ışık gibi yansıma kanunlarına uyarak<br />

yansıma yapar mı? Neden?<br />

Dalgalar<br />

211


5. ÜNİTE<br />

212<br />

Doğrusal dalga<br />

ların düzlem ve<br />

daire sel engellerde<br />

yansı maları yansıma<br />

ka nunlarına göre gerçekleşmektedir.<br />

K<br />

K<br />

L<br />

Gelen doğrusal dalganın düz engelde yansıması<br />

Düz engele paralel gelen doğrusal<br />

dalgaların bu engelden yansıması<br />

K<br />

Düzlem ve dairesel dalgaların dairesel engelden yansımasını<br />

bir etkinlik ile inceleyelim.<br />

8. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Parabolik çukur engel<br />

● Dalga leğeni takımı<br />

● Düzlem dalga kaynağı<br />

● Su<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

r<br />

Doğrusal su dalgalarının düz engele paralel<br />

olmayacak şekilde gelmesi durumundaki yansıma<br />

Engelin Odak ve Merkezi<br />

Var mı?<br />

1.Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2.Şekildeki gibi deney düzeneğini yerleştiriniz.<br />

3.Engele doğru paralel ilerleyecek şekilde düzlem dalgalar<br />

oluşturarak çukur engelde yansımasını gözlemleyiniz.<br />

4. Çukur aynanın önünde 1 cm aralıklarla parmağınızla<br />

dairesel dalgalar oluşturarak çukur engele yaklaşınız.<br />

5. Engelde yansıyan dalganın toplandığı noktaya parmağınızla<br />

dokunarak oluşan dairesel dalganın engel tarafına yayılan<br />

kısmını gözlemleyiniz. Niçin parmağınızla dokunduğunuzu, odak<br />

noktasının özelliğini dikkate alarak yorumlayınız.<br />

i<br />

N<br />

L<br />

i: gelme açısı<br />

r: yansıma açısı<br />

^i = ^r L<br />

K<br />

L


6. Engelden yansıyan dalgaların toplandığı noktanın engele<br />

olan uzaklığının iki katı uzaklıktaki bir noktada dairesel dalga<br />

oluşturunuz ve bu dalgaların engelden yansıdıktan sonraki<br />

durumunu gözlemleyiniz.<br />

7. Aynı işlemleri diğer engel için tekrarlayınız.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Üçüncü adımda oluşturduğunuz düzlem dalgalar çukur<br />

engelden yansıdıktan sonra hangi noktada toplandı?<br />

2. Oluşturduğunuz dairesel dalgalar parmağınız hangi noktadayken<br />

çukur engelden yansıdıktan sonra düzlemsel olmuştur?<br />

3. Su dalgalarının bu hareketinin ışığın bir çukur aynada<br />

yansımasıyla ilişkilendirebilir misiniz?<br />

4. Yaptığınız gözlemleri de dikkate alarak aşağıda ışığın<br />

yansıması için çizdiğiniz şekillerin su dalgaları için karşılığını<br />

defterinize çiziniz.<br />

Asal eksene paralel ge len<br />

ışık demetinin çukur aynada<br />

yansıması<br />

Odaktan gelen ışık de metinin<br />

çukur aynadan yan sıması<br />

Merkezden gelen ışık deme<br />

ti nin çukur aynadan yansıması<br />

Dalgalar<br />

213


5. ÜNİTE<br />

214<br />

Merkez ile odak arasından<br />

gelen ışık demetinin çukur<br />

aynada yansıması<br />

Yandaki şekilde O noktasında oluşturulan<br />

dairesel dalgaların düzlem engelde<br />

yansıması görülmektedir.<br />

Yansıyan dalgalar engelin arkasındaki<br />

bir noktadan (O I ) geliyormuş gibi<br />

görünür.<br />

Dairesel dalga tümsek yüzeye<br />

gönderilirse tümsek yüzeyden dairesel<br />

olarak yansır. Yansıyan dairesel dalgalar<br />

engelin arkasından geliyormuş gibi<br />

görünür.<br />

Merkezde oluşturulan dairesel dalgalar<br />

engelde yansıdıktan sonra yine<br />

merkezde toplanırken, odak noktasından<br />

gönderilenler hariç, farklı noktalardan<br />

gönderilen dairesel dalgalar yansıdıktan<br />

sonra yine dairesel olur.<br />

Su dalgaları da diğer dalgalar gibi<br />

yansıma kanunlarına uyarak yansıma<br />

yapar. Fen ve teknoloji derslerinden kazanımlarımızla<br />

bu ünitede öğrendiklerimizi<br />

birleştirdiğimizde su dalgalarının<br />

davranışının ışığa benzediğini görürüz.<br />

Benzer şekilde elektromanyetik dalgalar<br />

da aynı yansıma özelliklerini gösterir.<br />

Dairesel<br />

dalga<br />

Düzlem<br />

engel<br />

Düzlem<br />

engel<br />

Tümsek<br />

engel<br />

Tümsek<br />

engel<br />

Işık ve su dalgaları için geçerli olan yansıma olayları ses<br />

dalgaları içinde geçerli olabilir mi? Bunun için karşılıklı olarak<br />

yerleştirilen iki çanak antenden birinin odak noktasına (LNB olan<br />

noktaya) kulağını yaklaştıran kişi, karşı uzaklıkta ve paralelindeki<br />

çanak antenin aynı noktasına konuşan kişinin sesini rahatlıkla<br />

işitebilir.


Dalgaların Hızını Hesaplayalım<br />

Dalga leğeninde su dalgalarının özelliklerini hareketli<br />

olduklarından dolayı çıplak gözle incelemek sağlıklı sonuç<br />

vermez ve olası hatalara neden olur. Gözlemlerimizi hatalardan<br />

arındırmak için stroboskop denilen bir araç kullanılır. Şimdi bu<br />

aracın nasıl kullanıldığını ve ne işe yaradığını etkinlikle öğrenelim.<br />

9. Etkinlik Dalganın Hızı Ölçülebilir mi?<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Dalga leğeni<br />

takımı<br />

● Düzlem dalga<br />

kaynağı<br />

● Stroboskop<br />

● Süreölçer<br />

● Hesap makinesi<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Dalga leğeninde periyodik düzlem dalgalar oluşturunuz.<br />

3. Stroboskobu hızlıca döndürünüz ve stroboskobun yarıklarından<br />

dalgalara bakınız.<br />

4. Stroboskobun hızını yavaş yavaş azaltarak dalgaları illk<br />

defa duruyor gördüğünüzde hızını sabitleyiniz.<br />

5. Bir arkadaşınız stroboskobun 10 tur dönmesi için geçen<br />

süreyi ölçsün ve ölçüm sonucunu kaydetsin.<br />

6. Diğer bir arkadaşınız ise stroboskoba bakan arkadaşınızın<br />

yardımıyla dalga leğeni ekranındaki ardışık iki tepe noktası<br />

arasındaki mesafeyi ölçsün ve ölçüm sonucunu kaydetsin.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Stroboskopla baktığınızda dalgaların duruyormuş gibi<br />

görünmesini nasıl açıklarsınız?<br />

2. Stroboskobu daha hızlı ya da daha yavaş döndürdüğünüzde<br />

dalgaların durumunu nasıl gözlemlediniz?<br />

3. Ölçme sonuçlarınızı kullanarak dalganın hızını hesaplayınız.<br />

Dalgalar<br />

215


5. ÜNİTE<br />

216<br />

Stroboskop üzerinde eşit aralıklarla açılmış yarıklar vardır.<br />

Stroboskop hızlıdan yavaşa doğru çevrilirken dalga leğeninde<br />

oluşturulan düzlemsel dalgalara bakılır. Düzlemsel dalgaların ilk<br />

kez duruyormuş gibi görüldüğü anda stroboskobun hızı sabitlenir.<br />

C Tepesi<br />

B Tepesi<br />

2. Yarık<br />

A Tepesi<br />

1. Yarık<br />

Stroboskopla ölçüm yapılırken dalgaların ilk kez duruyor<br />

gibi görülebilmesi için şekildeki gibi 1 yarığının yerine 2 yarığı<br />

gelinceye kadar A tepesinin yerine B tepesinin gelmesi gerekir.<br />

Bu durumda;<br />

T d = T s / n olur. T yerine 1/f yazılırsa,<br />

f d = nf s eşitliği elde edilir.<br />

f d hesaplandı, λ ölçüldü. Bu durumda dalganın yayılma hızı,<br />

v = λf eşitliğinden yararlanılarak bulunur.<br />

Yukarıdaki eşitliklerdeki,<br />

n: stroboskobun yarık sayısını,<br />

f s : stroboskobun frekansını,<br />

f d : dalganın frekansını gösterir.<br />

Böylece stroboskop kullanılarak dalgaların hızı, dalga boyu ve<br />

diğer özellikleri rahatlıkla hesaplanabilir.


Örnek<br />

Doğrusal bir dalga kaynağı 4 saniyede 36 dalga üretiyor. 8<br />

yarıklı stroboskobun arkasından bakan gözlemci dalgaları duru<br />

yormuş gibi görüyor ve 5 dalga tepesi arası 24 cm ölçüyor.<br />

Buna göre;<br />

a) Dalganın hızını,<br />

b) Stroboskobun frekansını bulunuz.<br />

Çözüm<br />

a) 4 s’de 36 dalga üretilirse;<br />

1 s’de üretilen dalga sayısı,<br />

frekans (f d ) olur. Buradan;<br />

f d = 36/4 = 9 s -1 olur.<br />

5 dalga tepesi arası 4 λ’dır. Buradan;<br />

4 λ = 24 cm v = λ . f d<br />

λ = 6 cm v = 6 . 9 = 54 cm / s bulunur.<br />

b) f d = nf s<br />

9 = 8.f s => f s = 9/8 s -1 olur.<br />

Fen ve teknoloji derslerinde ışığın saydam bir ortamdan başka<br />

bir saydam ortama geçerken kırılmaya uğradığını öğrenmiştiniz.<br />

Buna göre ışık az yoğun ortamdan çok yoğun ortama<br />

geçerken normale yaklaşarak, çok yoğun ortamdan az yoğun<br />

ortama geçerken normalden uzaklaşarak kırılır.<br />

Bunlara ek olarak su dalgalarının hızının, dalgalar derin<br />

ortam dan sığ ortama geçtiğinde azaldığını dokuzuncu sınıfta<br />

öğrenmiştiniz.<br />

Normal Normal<br />

i<br />

r<br />

Az kırıcı ortam<br />

Çok kırıcı ortam<br />

^i<br />

: Gelme açısı<br />

r<br />

^<br />

: Kırılma açısı<br />

Çok kırıcı ortam<br />

Az kırıcı ortam<br />

Şimdi su dalgalarının bir ortamdan başka bir ortama geçerken,<br />

ışık gibi kırılmaya uğrayıp uğramadığını keşfedeceğiz.<br />

Bazen günlük yaşamda hareket eden arabaların tekerini<br />

geriye doğru dönüyormuş gibi görebiliriz. Bunun sebebi sizce<br />

nedir? Tartışınız.<br />

i<br />

r<br />

Dalgalar<br />

217


5. ÜNİTE<br />

218<br />

DALGALAR HEP AYNI DOĞRULTUDA MI<br />

YAYILIR?<br />

Alp, denizdeki dalgaların genelde rüzgârın etkisiyle oluştuğunu<br />

biliyor. Oluşan bu dalgaların belirli bir düzeni yoktur. Her yönde,<br />

her şekilde olabilir.<br />

Alp, düzensiz oluşan dalgalardan deniz kenarına doğru<br />

gelenlerin art arda sıralanıp sahile yaklaştıkça kıyıyla paralel<br />

duruma geldiğini gözler.<br />

Bu kitap için hazırlanmıştır.<br />

Farklı yönlerde oluşmalarına rağmen bütün su dalgaları kıyıya<br />

paralel ulaşır. Bunun sebebi sizce ne olabilir?<br />

Bunu bir etkinlikle araştıralım.<br />

10. Etkinlik Dalga Neden Kırılır?<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Dalga leğeni<br />

● Doğrusal dalga<br />

kaynağı<br />

● İki adet 20x30 cm<br />

uzunluğunda 4<br />

mm’lik cam<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Dalga leğenine camları üst üste bırakarak leğende<br />

derinlikleri farklı iki ortam oluşturunuz.<br />

3. Ayırıcı yüzeye (derin ­ sığ) paralel olacak şekilde doğrusal<br />

periyodik dalga oluşturunuz.<br />

4. Oluşturduğunuz dalganın, ayırıcı yüzeyden geçerken<br />

izlediği şekli gözlemleyiniz.<br />

5. Ayırıcı yüzeye herhangi bir açıyla gelecek şekilde periyodik<br />

doğrusal dalga oluşturunuz.


6. Oluşturduğunuz dalganın ayırıcı yüzeyden geçerken<br />

izlediği şekli gözlemleyiniz.<br />

7. Gözlemlerinizden hareketle dalgaların ayırıcı yüzeyden<br />

geçişlerini defterinize bir çizelge oluşturarak çiziniz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Ayırıcı yüzeye dik olarak derin bölgeden gönderdiğiniz<br />

periyodik doğrusal dalgalar sığ bölgeye geçince nasıl bir durum<br />

ortaya çıktı? Bu durumun sebebi sizce nedir?<br />

2. Farklı derinlikteki suyun dalgalar için farklı ortam özelliği<br />

gösterdiğini söyleyebilir misiniz? Neden?<br />

3. Ayırıcı yüzeye belirli açıyla gönderdiğiniz periyodik doğrusal<br />

dalgaların sığ ortamdaki hareketinin durumunu açıklayınız.<br />

4. Derin ortamdan sığ ortama geçen periyodik su dalgalarının<br />

dalga boyu ve hızı nasıl değişti?<br />

5. Ortam değiştiren periyodik su dalgalarının frekansı ve<br />

periyodu için ne söyleyebilirsiniz?<br />

Su dalgaları ışık gibi ortam değiştirdiğinde bazı özellikleri<br />

değişir. Ayırıcı yüzeye dik geldiğinde kırılmaya uğramaz ancak<br />

hızı, dalga boyu ve genliği azalır. Ortama cam konularak sığ ortam<br />

elde edildiğinde derin<br />

ortamdan oluşturulan periyodik<br />

su dalgaları yandaki<br />

gibi görülür. Burada<br />

dalgaların dalga boyu ve<br />

yayılma hızı suyun derinliğine<br />

bağlıdır. Dalgalara<br />

stroboskopla bakıldığında<br />

derin ortamdaki hızı sığ<br />

ortamdaki hızından büyüktür.<br />

Stroboskop dönme<br />

frekansı değişmediği hâlde<br />

hem derin ortamdaki hem<br />

de sığ ortamdaki dalgaları<br />

duruyormuş gibi görürüz.<br />

Bunun nedenini tartışınız.<br />

v derin > v sığ<br />

Buna bağlı olarak, derin ortamdaki dalga boyu λ d sığ ortamdaki<br />

dalga boyu λ s ’den büyük olur. λ d > λ s<br />

Derin ve sığ ortamları ayıran sınır yüzeye periyodik doğrusal<br />

dalgalar paralel ise dalgaların ikinci ortamdaki ilerleme doğrultusu<br />

değişmez.<br />

Dalgalar<br />

219


5. ÜNİTE<br />

Periyodik su dalgaları derin ve sığ ortamları ayıran yüzeye<br />

220<br />

paralel değilse dalga ortam değiştirirken doğrultu da değiştirir.<br />

v = λf ifadesine göre frekans değişmeyecektir. Çünkü dalgaların<br />

frekansı kaynak tarafından belirlenmektedir.<br />

v d<br />

λ d<br />

derin ortam derin ortam<br />

sığ ortam sığ ortam<br />

N<br />

r<br />

i<br />

N<br />

vd i<br />

vs r vs λ s λ s<br />

Yay dalgaları ile su dalgalarını karşılaştırdığımızda birbirine<br />

eklenerek gerilen yaylarla farklı ortamlar yaratalım. Hafif ortamdan<br />

gönderilen atma ağır yaya iletildiğinde hızı ve genliği azalıyordu.<br />

Hafif yay derin ortam, ağır yay ise sığ ortam gibi davranır.<br />

Tsunami dalgalarının<br />

İnce yay Kalın yay<br />

F<br />

K<br />

açık denizlerde dalga<br />

boyları 100 km’ye ulaşm<br />

a s ı n a r a ğ m e n g e n l i k l e r i<br />

35 ­ 70 cm kadar olabilmektedir.<br />

Bu nedenle açık<br />

denizlerde tsunamiler gemilere zarar vermekte ve bu durum uydu<br />

fotoğraflarından fark edilebilmektedir.<br />

Kıyıya yaklaştıkça su derinliği azalmakta ve kırılmalar sonucu<br />

F İnce yay K Kalın yay<br />

dalgalar kıyılara paralel duruma gelmektedir. Tsunami dalgaları<br />

gibi deniz ve göllerde oluşan su dalgalarının kenara yaklaşan<br />

kısımları sığ ortama ulaşınca yavaşlamakta, derin kısmı daha<br />

hızlı hareket etmekte ve dalga doğrultu değiştirerek kıyıya paralel<br />

duruma gelmektedir.<br />

Öğrencilerin tören yü rüyüşlerinde<br />

hizalarını bozmamaları<br />

için gerekli yürüyüş<br />

şekli bu durumu açıklamaktadır.<br />

Su dalgalarının or tam<br />

değiştirmesinde kırıl maya<br />

uğramalarını dik kate alırsak<br />

acaba bu ortam ların şeklinin<br />

kırıl maya etkisi nasıl olur?<br />

Ortamlarda kalın ve ince kenarlı<br />

mercek şeklinde sığ ve<br />

derin ortam oluşturulduğunda<br />

doğrusal ve dairesel su dalgaları nasıl davranırlar?<br />

Şimdi bu durumları inceleyelim. Işığın kalın kenarlı ve ince<br />

kenarlı merceklerde kırılmasıyla gösterdiği davranışı su dalgaları<br />

da gösteriyor mu?<br />

λ d


Doğrusal dalgaları ince kenarlı mercek şeklindeki sığ ortama<br />

gönderelim. Sığ ortam çok kırıcı ortam; derin ortam, az kırıcı<br />

ortam gibi davranacağından dalgaların önce orta kısmı sığ ortama<br />

ulaşacaktır. Dalganın bu kısmı yavaşlarken uç kısımları hâlâ<br />

derin kısımda ve hızlı olacaktır. Kısaca sığ bölgede daha fazla<br />

kalacağından dalganın orta kısmı yavaşlayacak uç kısımları daha<br />

hızlı hareket edecek ve dalga bükülerek bir noktada toplanacaktır.<br />

Buna göre aşağıdaki gibi kırılmaya uğrayan dalgaların<br />

kırılmaya uğramalarının nedenlerini tartışınız.<br />

Dalgalar<br />

221


5. ÜNİTE<br />

222<br />

Yat Limanı<br />

Üç tarafının denizlerle çevrili olması nedeniyle ülkemiz, deniz<br />

turizminin Dünya’daki önemli merkezlerinden birisidir. Deniz turizmi<br />

beraberinde yat turizminin de gelişimine imkan sağlamaktadır.<br />

Yat sayısındaki artış ve yatların denizin yıkıcı dalgalarından<br />

korunmaları yat turizminin gelişmesi için önemli etkenlerdendir.<br />

Liman girişleri daraltılarak yatların oluşan dalgaların zararlarından<br />

korunması sağlanmaktadır. Ülkemizdeki doğal yat limanları<br />

incelendiğinde bu limanların da giriş bölgelerinin dar olduğu<br />

dikkatlerden kaçmamaktadır.<br />

PROBLEM ÇÖZELİM<br />

Problem Durumu<br />

Caner ve babası balık tutmaya çok meraklı oldukları için<br />

kendilerine bir balıkçı kayığı satın alırlar. Ancak kayıklar arabalar<br />

gibi boş yerlere bırakılamaz. Dalgalardan korunabilmeleri için<br />

kayıkların mutlaka barınaklara bırakılması gerekmektedir.<br />

Caner, balıkçı barınaklarının şeklini biliyordu. Bu yapılarda<br />

kayıkların ya da yatların içeriye girebilmeleri için su dalgalarının<br />

barınak içerisine kadar girmesi gerekmektedir.<br />

Barınağa giren su dalgalarının bazen düz bazen de<br />

dairesel şekilde olması Caner’in dikkatini çekmişti. Barınağın<br />

girişine kadar düz gelen dalgaların içeriye geçişte neden şekil<br />

değiştirdiklerini çok merak etti?<br />

Problem Çözelim<br />

Hipotez: Barınağın girişi hep aynı genişlikte olduğuna göre<br />

dalgaların içeriye bükülerek ya da düz girmesinin nedeninin<br />

dalgaların özelliklerinden kaynaklandığı düşünülebilir. Su<br />

dalgaların hızı, ortamın derinliğine bağlı olduğuna göre,<br />

değişmemektedir. O zaman bu olay dalga boyu ile ilgilidir.


11. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Dalga leğeni<br />

● İki adet engel<br />

● Doğrusal dalga<br />

kaynağı<br />

Su Dalgaları Dar<br />

Aralıktan Geçebilir mi?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev paylaşımı yapınız.<br />

2. Şekildeki düzeneği su derinliği her yerde aynı olacak<br />

biçimde kurunuz.<br />

3. Dalga leğeninde periyodik doğrusal dalgalar üretiniz.<br />

4. Engelleri kullanarak 2 cm genişliğinde yarık oluşturunuz ve<br />

dalganın yarıktan geçtikten sonraki durumunu inceleyiniz.<br />

5. Aynı işlemleri yarık genişliği 4 cm, 6 cm ve 8 cm için<br />

tekrarlayınız.<br />

6. Gözlem sonuçlarınızı defterinize aşağı da kine benzer bir<br />

çizelge oluşturarak doldurunuz.<br />

Yarık genişliği (W)<br />

Oluşan şekil<br />

(Dairesel /<br />

doğrusal)<br />

2 cm 4 cm 6 cm 8 cm<br />

Sonuca Varalım<br />

1. 2 cm’lik yarık genişliğinden geçen dalgaların şekli nasıl<br />

oldu?<br />

2. Dalga boyu yarık genişliğinden büyük olduğunda yarığı<br />

geçen dalgaların şekli nasıl oldu?<br />

3. Dalgaların şekil değiştirmesi nelere bağlıdır? Açıklayınız.<br />

Su dalgaları dar bir aralıktan<br />

geçerken bükülmeye uğraması<br />

olayına kırınım denir. Kırınımın<br />

ortamda gözlemlenebilmesi için<br />

belirli şartlar gerekmektedir.<br />

Dalgalar<br />

223


5. ÜNİTE<br />

Kırınım olayında dalga boyu yarık genişliğinden büyük ise<br />

224<br />

λ λ<br />

kırınım net olarak izlenir. W Aralığın genişliği Warttırılırsa<br />

bükülmeler<br />

azalır. Kırınım olayını oluşturan şartları aşağıdaki şekillerde<br />

inceleyebilirsiniz.<br />

λ λ<br />

λ<br />

W W<br />

λ>>W λ≈W λ


12. Etkinlik<br />

Araç ve Gereçler<br />

● Dalga leğeni<br />

● Dalga motoru<br />

Su Dalgaları Karşılaşırsa<br />

Ne Olur?<br />

Nasıl Bir Yol İzleyelim?<br />

1. Beş veya altı kişilik gruplar<br />

oluşturunuz ve aşağıdaki etkinlik<br />

basamaklarını dikkate alarak görev<br />

paylaşımı yapınız.<br />

2. Dalga leğenine bir miktar su<br />

koyunuz.<br />

3. İki elinizin birer parmağıyla aynı anda saniyede 2 defa<br />

olacak biçimde suya dokunarak sürekli dalga oluşturunuz.<br />

Sonuca Varalım<br />

1. Oluşturduğunuz dairesel dalgalar su yüzeyinde nasıl bir<br />

desen oluşturdu?<br />

2. Bu deseni nasıl açıklarsınız?<br />

Yay dalgalarında olduğu<br />

gibi su dalga larında da dalgalar<br />

üst üste bindiklerinde farklı özellikte<br />

noktalar ortaya çıkar.<br />

İki nokta kaynakla oluşturulan<br />

periyodik öz deş dairesel<br />

dalgalar su yüzeyinde her noktada<br />

karşılaşırlar. Bu karşılaşan<br />

noktalar üst üste geldiğinde<br />

farklı özellikte noktalar meydana<br />

getirirler.<br />

Her iki kaynaktan gelen dalga<br />

tepelerinin üst üste bindiği<br />

nokta Tepe + Tepe (T + T)<br />

B A<br />

yani çift tepedir. Bu noktalar<br />

C<br />

maksimum genlikte titreşim<br />

noktalarıdır (A noktası).<br />

K1 K2<br />

Her iki kaynaktan gelen dalga çukurlarının üst üste bindiği<br />

nokta çukur + çukur (Ç + Ç) yani çift çukurdur. Bu nokta maksimum<br />

genlikle titreşir (B noktası).<br />

Bir kaynaktan gelen dalga tepesi ile diğer kaynaktan gelen<br />

dalga çukuru üst üste gelince oluşan nokta düğüm noktasıdır. Bu<br />

nokta hareketsizdir (C noktası).<br />

Bu noktalar, kaynaklardan çıkan dalgaların kaynaklara olan<br />

uzaklıkları farkından yani yol farkından ya da birbirine göre<br />

zaman bakımından gecikmesi sonucu oluşan faz farkından<br />

kaynaklanır.<br />

Dalgalar<br />

225


5. ÜNİTE<br />

Yandaki şekilde görüldüğü gibi, kaynaklardan çıkan su<br />

dalgaları P noktasında karşılaştıklarında P noktasının düğüm<br />

çizgisi üzerinde bir nokta ya da dalga katarı üzerinde bir nokta<br />

olup olmadığı yol farkına bağlıdır.<br />

226<br />

Şekilde |AK 1 |, P noktasının yol farkıdır.<br />

P noktasının, kaynakların orta<br />

noktalarına olan uzaklıkları kaynaklar<br />

arası uzaklık d’den çok büyük olmasından<br />

dolayı, |PK 1 | ve |PK 2 | uzunluklarının<br />

birbirine paralel olduğu kabul<br />

edilir.<br />

Aşağıdaki girişim deseninde, yol<br />

farkı dalga boyunun tek katı olan noktalar,<br />

düğüm noktalarıdır. Bu noktaların<br />

yol farkları λ / 2, 3λ / 2, 5λ / 2,..... (n­1/2)λ’dır.<br />

Birinci düğüm çizgisi<br />

üzerindeki noktaların yol<br />

farkı λ / 2, ikinci düğüm çizgisi<br />

üzerindeki noktaların yol<br />

farkı 3λ / 2, üçüncü düğüm<br />

çizgisi üzerindeki noktaların<br />

yol farkı 5λ / 2’dir. Yol farkı<br />

λ / 2 olan bütün noktalar birleştirildiğinde<br />

birinci düğüm<br />

çizgisi oluşur. Yol farkı 3λ / 2<br />

olan noktalar birleştirildiğinde<br />

ikinci düğüm çizgisi bulunur.<br />

Diğer düğüm çizgileri de aynı<br />

şekilde bulunur.<br />

Yol farkı dalga boyunun tam katları olan noktalar,<br />

λ, 2λ, 3λ, 4λ, ...., nλ olan noktalar çift tepe yada çift çukurdur.<br />

Bu noktalar birleştirildiğinde dalga katarları oluşur. Birinci dalga<br />

katarı üzerindeki noktaların yol farkları λ, ikinci dalga katarı<br />

üzerindeki noktaların yol farkları 2λ, üçüncü dalga katarı üzerindeki<br />

noktaların yol farkları 3λ’dır.<br />

Deniz ve göl üzerindeki dairesel su dalgalarının karşılaşması<br />

sonucu girişim deseni oluşur. Özellikle göllerde ve durgun su<br />

birikintilerinde yağmur yağarken çok net görülebilir.<br />

ARAŞTIRALIM<br />

Su dalgalarında gözlenen girişim olayı bir dalga olan ışıkta da<br />

gözlemlenebilir mi? Araştırınız.


A. Aşağıdaki ifadelerde noktalı yerleri, tabloda verilen kelimelerle anlamlı biçimde<br />

tamamlayınız.<br />

genlik kısa süreli şekil değişikliği periyodik dalga<br />

dalga boyu frekans periyot<br />

dairesel dalgalara iletilen atma yansıyan atma<br />

1. İki dalga tepesi ya da iki dalga çukuru arasındaki uzaklık ………………………. olarak<br />

adlandırılır.<br />

2. Bir ortamdaki ……………………………. atma olarak adlandırılır.<br />

3. Kırınımda doğrusal dalgalar ………………………… dönüşür.<br />

4. İnce yaydan kalın yaya gönderilen bir atmada ……………… hızı sabit kalır, ………………..<br />

hızı azalır.<br />

5. Saniye …………………… birimi, 1/saniye ……………. birimidir.<br />

B. Aşağıda birbirleri ile bağlantılı cümleler içeren bir etkinlik verilmiştir. Bu cümlelerin doğru<br />

‟D” ya da yanlış ‟Y” olduğuna karar vererek ilgili ok yönünde ilerleyiniz. Her doğru kararınız<br />

size 5 puan kazandıracak ve bir sonraki aşamayı etkileyecektir. Vereceğiniz cevaplarla farklı<br />

yollardan sekiz ayrı çıkışa ulaşabilirsiniz. En çok puan alacağınız çıkışı bulunuz.<br />

C. Aşağıdaki soruları cevaplayınız.<br />

1. Bir dalga leğeninde oluşturulan dairesel ve doğrusal dalgaların frekans, periyot ve dalga<br />

boyunu nasıl değiştirirsiniz? Bir örnekle açıklayınız.<br />

227


2. Açık denizden gelebilecek dalgaların dalga<br />

boyunu bilen bir mühendis, bu dalgaların projesini<br />

çizeceği limana tamamen yayılmasını istemiyor.<br />

Buna göre bu mühendis limanın girişini hangi ölçekte<br />

tutmalıdır? Niçin?<br />

3. Rüzgarlı bir havada denizi seyreden Yaşar, deniz<br />

yüzeyinde dalgaların yükseltili ve alçaltılı olduğunu görür ve bu duruma bir anlam veremez. Siz<br />

Yaşar’ın arkadaşı olsaydınız bu durumu ona nasıl açıklardınız?<br />

4. Sörfçünün dalga üzerindeki hareketinin temel sebebini nasıl açıklarsınız?<br />

5. Günlük hayattan atma ve periyodik dalga arasındaki farkı örneklerle açıklayınız.<br />

6. K ince yaydan L kalın yaya baş yukarı<br />

gönderilen bir atmanın O eklem noktasından bir<br />

kısmı yansıyor bir kısmı da iletiliyor. Buna göre<br />

yansıyan ve iletilen atmanın genlik, genişlik ve<br />

hızlarının nasıl değişeceğini aşağıdaki tabloda<br />

boş bırakılan yerlere yazınız.<br />

Yansıyan atma<br />

İletilen atma<br />

228<br />

gelen atma<br />

yansıyan atma<br />

Genlik Genişlik Hız<br />

7. Şekildeki AB dairesel dalganın önce I. engel sonra II. engelden yansımış halini aşağıda<br />

boş bırakılan yere çiziniz.<br />

II. Engel<br />

45°<br />

II. Engel<br />

45°<br />

ince yay<br />

ince yay<br />

F<br />

A<br />

F<br />

B<br />

y 1<br />

x 1<br />

x 2<br />

y 2<br />

v 2<br />

v 1<br />

I. Engel<br />

I. Engel<br />

v 3<br />

y 3<br />

x 3<br />

kalın yay<br />

kalın yay


8. Bir dalga kaynağı 4 saniyede 16 dalga üretmektedir. Yayılan dalgaların dalga boyu 5<br />

cm’dir. 6 yarıklı bir stroboskopla bu dalgalara bakıldığında dalgalar duruyormuş gibi görünüyor.<br />

Buna göre stroboskobun frekansını ve yayılan dalgaların hızını bulunuz.<br />

9. Gergin ve esnek yayda oluşturulan atmaların hareket<br />

yönleri şekildeki gibidir. Atmalar 1 sn’de bir bölme ilerlediklerine<br />

göre 4 sn sonraki şeklini aşağıdaki boş bırakılan yere çiziniz.<br />

10. Şekildeki I ve II numaralı<br />

atmalar saniyede 1 bölme yol almak<br />

tadır. 2 s sonra bileşke atmanın<br />

görünümünün nasıl olacağını<br />

aşağıda boş bırakılan yere çiziniz.<br />

I<br />

I<br />

II<br />

II<br />

229


D. Aşağıdaki soruların doğru seçeneğini işaretleyiniz.<br />

1. a ve b yayları O noktasında<br />

uç uca eklenmiştir.<br />

I. Şekil’de a yayından gönderilen<br />

baş aşağı bir atma<br />

II. Şekil’deki gibi yansıyor<br />

ve iletiliyor. III. Şekil’deki gibi<br />

b yayından gönderilen baş<br />

aşağı bir atmanın bağlantı<br />

nok ta sından yansı yanını<br />

ve ile ti l enini gösteren şekil<br />

aşağıdakilerden hangisinde<br />

gösterilmiştir?<br />

A)<br />

B)<br />

C)<br />

D)<br />

E)<br />

a<br />

a<br />

a<br />

a<br />

a<br />

230<br />

I<br />

II<br />

III<br />

a<br />

a<br />

a<br />

O<br />

O<br />

O<br />

O<br />

O<br />

O<br />

O<br />

O<br />

b<br />

b<br />

b<br />

b<br />

b<br />

b<br />

b<br />

b


2. Şekilde II. ortamdan gönderilen dalganın<br />

I. ve III. ortama geçişi görülmektedir.<br />

Buna göre ortamların derinlikleri arasında<br />

nasıl bir ilişki vardır?<br />

I. Ortam II. Ortam III. Ortam<br />

A) Çok derin Derin Az derin<br />

B) Derin Derin Çok derin<br />

C) Çok derin Az derin Derin<br />

D) Derin Çok derin Derin<br />

E) Az derin Derin Çok derin<br />

3. Aşağıdaki şekilde verilen yönlerde<br />

hareket eden atmalar saniyede bir bölme<br />

yer değiştirdiğine göre kaç s sonra üst üste<br />

gelir?<br />

A) 6 B) 6.5 C) 7<br />

D) 7.5 E) 8<br />

4. Aşağıdaki şekilde küresel engelin merkezinde oluşturulan dairesel su dalgaları engele<br />

çarpıp yansıyor. Buna göre yansıyan dalgalar nerede odaklanır?<br />

Yusuf<br />

M F<br />

I. Ortam II. Ortam III. Ortam<br />

A) M’nin dışında B) M noktasında C) M ile F arasında<br />

D) F noktasında E) F ile engel arasında<br />

231


E. Aşağıdaki kavram haritasını inceleyerek boş bırakılan kutucukları tabloda verilen<br />

kavramlardan hareketle doldurunuz.<br />

Su dalgası Yay dalgası<br />

232<br />

Elektromanyetik<br />

dalga<br />

Enine ve<br />

boyuna<br />

Boyuna Enine Frekans Kaynak<br />

Dalga boyu Ortam Hız Periyot<br />

Genlik<br />

Kaynaktan<br />

aktarılan enerji


1. ÜNİTE<br />

A.<br />

B.<br />

C.<br />

D.<br />

CEVAP ANAHTARLARI<br />

1 2 3 4 5<br />

hacim büyük yer çekimi sıcak plazma üretilen<br />

1 2 3 4<br />

Y D D Y<br />

Isınma<br />

1. a. 125 cm 3<br />

b. 25 cm 2<br />

c. 150 cm 2<br />

Adezyon ve Kohezyon<br />

233<br />

sıcaklık<br />

bağlı olduğu etmen bağlı olduğu etmen<br />

bağlı olduğu etmen<br />

sıvı yoğunluğu


2. ÜNİTE<br />

A.<br />

B.<br />

1 2 3<br />

şeklini ve<br />

hareketini<br />

234<br />

yönlü<br />

paralel kenar, çokgen,<br />

bileşenlerine ayırma<br />

Çıkış 1 2 3 4 5 6 7 8<br />

Puan 10 15 10 5 5 10 5 0<br />

C.<br />

D.<br />

E.<br />

1 2 3 4 5 6 7<br />

1,5 m/s<br />

a) 10 s<br />

b) 30 s<br />

8<br />

a) 64 m/s2 b) v(m/s) a(m/s2 )<br />

80<br />

c) 20 √17 m / s<br />

a b<br />

√2 v Duruyor görür.<br />

1 2 3<br />

D Y Y<br />

64<br />

7,5 m/s<br />

0 1,25 t(s) 0 1,25 t(s)<br />

a) 4 N<br />

12 m 20√5 m/s<br />

2 b) 26/7 m/s


F.<br />

235


3. ÜNİTE<br />

A.<br />

B.<br />

C.<br />

D.<br />

1 2 3<br />

Akım şiddeti Pozitif yükten negatif yüke Potansiyel<br />

bağlı olduğu<br />

etmenler<br />

Columb sabiti<br />

bağlı olduğu<br />

etmenler<br />

Elektriksel<br />

geçirgenlik<br />

5<br />

1/4<br />

çeşitleri<br />

‟+” yüklü ‟-” yüklü<br />

1 2 3<br />

D Y D<br />

236<br />

Yüklü<br />

Elektriksel Kuvvet<br />

bağlı olduğu<br />

etmenler<br />

Yük miktarı<br />

olur.<br />

çeşitleri<br />

Nötr<br />

ile ölçülür.<br />

bağlı olduğu<br />

etmenler<br />

Yük merkezleri<br />

arasındaki uzaklık<br />

Elektroskop


4. ÜNİTE<br />

A.<br />

B.<br />

1.<br />

C.<br />

1 2 3 4<br />

E B A A<br />

a b c<br />

Newton’un hareket yasaları özel görecelik teorisi boy büzüşmesi<br />

d e<br />

esir maddesinin geçerli<br />

D.<br />

E.<br />

1 2 3<br />

D D D<br />

FİZİK<br />

Ayrılır.<br />

Klasik Modern<br />

Sabit Sabit<br />

Kütle Zaman Işık hızı<br />

Kaynak<br />

Eylemsiz referans<br />

sisteminde bağımsızdır.<br />

Gözlemcinin<br />

hareketi<br />

5 6<br />

20 m doğrultusunda 0,8 c hızıyla<br />

2 2c<br />

3<br />

237


5. ÜNİTE<br />

A.<br />

1 2 3 4 5<br />

dalga boyu kısa süreli şekil değişikliği dairesel dalgalara yansıyan atma /<br />

F<br />

İletilen atma<br />

B.<br />

C.<br />

6.<br />

7.<br />

238<br />

periyot /<br />

frekans<br />

Çıkış 1 2 3 4 5 6 7 8<br />

Puan 15 10<br />

II. Engel<br />

5 10 5<br />

I. Engel<br />

0 10 5<br />

Genlik<br />

F<br />

Genişlik Hız<br />

Yansıyan atma Azalır. B<br />

Değişmez. Değişmez.<br />

İletilen atma Azalır. Azalır. Azalır.<br />

8. f st =2/3 s -1<br />

D.<br />

v = 20 cm / s<br />

45 0<br />

45 0<br />

45 0<br />

B A<br />

II. Engel<br />

II. Engel<br />

1 2 3 4<br />

B A D B<br />

F<br />

A<br />

A<br />

B<br />

I. Engel<br />

I. Engel


E.<br />

239


FİZİK BİLİMİNE KATKI SAĞLAYAN BİLİM İNSANLARI<br />

240<br />

Albert Abraham MICHELSON (1852 - 1931)<br />

ABD’li fizikçidir. 19 Aralık 1852’de dünyaya geldi.<br />

Doğumundan kısa bir süre sonra ailesi önce Virginia<br />

City’ye daha sonra San Francisco’ya taşındı. 1869 yılında<br />

liseyi bitirdi. Başkan Grant tarafından US Naval Academy<br />

(Denizcilik Yüksekokulu) ‘ye çağrıldı. Buradan teğmen olarak<br />

mezun olduktan sonra iki yıl donanma gemilerinde çalıştı.<br />

Daha sonra Amiral Sampson’un yanında akademide fizik ve<br />

kimya öğretmenliği yaptı.1879’da denizcilik ofisinde çalıştı.<br />

Avrupa’ya giden ünlü fizikçi burada Berlin Üniversitesi,<br />

Heidelberg ve Paris’teki College de France and École<br />

Polytechnique okullarını ziyaret etti. 1883 yılında Deniz<br />

Kuvvetlerinden istifa eden Michelson; Cleveland, Ohio’ da<br />

uygulama okulunda fizik profesörü olarak göreve başladı.<br />

1890’ da Clark University’ Worcester, Massachusetts de bu<br />

görevine devam etti. 1892 yılında ise yeni kurulan Chicago<br />

Üniversitesinde fizik profesörü ve bölüm başkanı oldu.<br />

1899’da Michelson Edna Stanton ile evlendi. I. Dünya Savaşı sırasında tekrar Deniz Kuvvetlerine<br />

katıldı. 1918’de Chicago’ya geri dönen Michelson, 1929 yılında Mount Wilson Observatory’ de<br />

çalışmak üzere istifa etti.<br />

Kariyeri boyunca fiziğin farklı alanlarıyla ilgilenen Michelson, optikte diğer alanlara oranla çok<br />

daha fazla başarı sağladı. Işığın hızını ilk olarak 1881 ‘de yüksek duyarlılıkla ölçtü. Dünya’nın<br />

hareketinin, ışık hızının ölçümündeki etkisini hesaplayan interferometreyi keşfetti. Profesör Edward<br />

W. Morley’ le birlikte interferometreyi kullanarak ışığın bütün dahili sistemlerde aynı hızda ilerlediğini<br />

gösterdi. İnterferometre, istenilen mesafeyi dalga boyu cinsinden büyük bir duyarlılıkla ölçmede de<br />

kullanılıyordu.<br />

Uluslararası ağırlık ve ölçü birimleri komitesinin isteği üzerine standart metreyi kadmiyum ışığının<br />

dalga boyu cinsinden ölçtü. Echelon spectroscopeunu buldu ve savaş yıllarında Deniz Kuvvetlerindeki<br />

çalışmalarıyla burası için aletler geliştirdi. US Deniz Kuvvetleri araç gereçleri arasında yer alan<br />

mesafe ölçeri(rangefinder) bunlardan biridir. Askerlik hayatından sonra daha çok astronomi ile<br />

ilgilendi. 1920’de ışık girişimini kullanarak ve interferometrenin gelişmiş şekliyle Betelgeuse yıldızının<br />

çapını ölçtü. Bu ölçüm aynı zamanda ilk defa bir yıldızın büyüklüğünün doğru olarak tespitidir.<br />

Michelson’un bilimsel yayın yapan birçok dergide önemli makeleleri yayımlandı. Bu dergilerden<br />

bazıları, Velocity of Light (1902) Light Waves and their Uses (1899-1903) ve Studies in Optics(1927)’dir.<br />

Bunların yanı sıra Michelson; Amerika ve Avrupa ülkelerinde etkili olan topluluklara üye oldu.<br />

Michelson, American Physical Society (1900) ‘nin , American Association for the Advancement of<br />

Science (1910-1911)’ın, ve National Academy of Sciences (1923-1927) ‘ın başkanlığını da yaptı.<br />

Ayrıca, Royal Astronomical Society, the Royal Society of London ve the Optical Society, an Associate<br />

of l’Académie Française’nin de bir üyesiydi. 9 Mayıs 1931’de hayatını kaybeden ünlü fizikçinin farklı<br />

alanlarda aldığı ödüller arasında; Matteucci Medal (Societá Italiana), 1904; Copley Medal (Royal<br />

Society), 1907; Elliot Cresson Medal (Franklin Institute), 1912; Draper Medal (National Academy of<br />

Sciences), 1916; Franklin Medal (Franklin Institute) , Medal of the Royal Astronomical Society, 1923;<br />

ve Duddell Medal (Physical Society), 1929 yer alır.


Isaac NEWTON (1642 - 1727)<br />

Isaac Newton, 4 Ocak 1642'de bir İngiliz çiftçi ailesinin çocuğu olarak<br />

Woolshrope, Lincolnshire'da dünyaya geldi. Babası, Newton doğmadan<br />

üç ay önce ölmüştü.<br />

Isaac Newton, çocukluğunda yaşıtları gibi dinç, canlı ve hareketli<br />

değildi. Bu nedenle arkadaşlarının oynadığı oyunların bir çoğuna<br />

katılmazdı. Arkadaşlarıyla eğlenmek yerine, eğlencesini ve oyuncaklarını<br />

kendisi tasarlıyordu. Geceleri köylüleri korkutmak için yaptığı kandilli<br />

uçurtmalar, zamanının büyük bir kısmını ayırarak yaptığı su çarkları ve<br />

güneş saatleri onun zekâsının ne denli gelişmiş olduğunun işaretleriydi.<br />

İlk öğrenimini yöredeki okullarda tamamladı. Dayısı William, Newton'un<br />

zekâsını farkeden ilk kişiydi. O sıralar annesi, ikinci kocasının da ölümü üzerine Woolshrope'a geri<br />

dönmüştü. Annesinin kasabaya dönmesi üzerine, Newton annesi ile birlikte yaşamaya başladı.<br />

Annesi, Isaac'i babasından kalan çiftliği yönetmesi için yanından ayırmak istemiyordu. Fakat dayısı<br />

William, annesini Newton'u üniversiteye göndermeye razı etti. Bunun üzerine Newton, 1661'de<br />

Cambridge'deki Trinity College'a girdi.<br />

Newton'un matematik öğretmeni Isaac Barrow hem ilahiyatçı hem de meşhur bir matematikçiydi.<br />

Matematik öğrencisinin kendisinden çok ilerde olduğunun farkındaydı. Barrow, geometri derslerinde<br />

kendine özgü yöntemlerle, alanları hesaplatmak, eğrilere üzerindeki noktalardan teğet çizmek için<br />

yollar gösteriyordu. Bu dersler Newton'u diferansiyel ve integral hesabı bulmaya ve bu sahada<br />

çalışmaya yönelten ilk adımlar oldu.<br />

Newton, Cambridge Üniversitesine gitmeden önce Rene Descartes analitik geometriyi, Johannes<br />

Kepler kendi adıyla anılan üç kanundan ikisini bulmuştu. Bu gelişmeler Isaac Newton için temel<br />

oluşturmuştu.<br />

Newton yaptığı araştırma ve deneyler sonucu kendi adıyla anılan "Hareket Kanunları"nı<br />

bulmasına karşın, yayınlamak için uzun yıllar beklemişti. Aynı şekilde "Yerçekimi Genel Kanunu"nu<br />

da yayınlamak için yirmi yıl kadar bekledi. Bu kanunların yayınlanmasının bu denli uzun zaman<br />

almasının tek bir sebebi vardı. Bu da Newton'un tenkit edilmeye tahammülü olmayan bir karaktere<br />

sahip olmasından başka birşey değildi. Çalışmalarına bir itiraz gelecek diye hep huzursuzluk duyardı.<br />

Newton'un en önemli buluşları diferansiyel ve integral hesaptı. Isaac Newton'u tarihin en büyük<br />

üç matematikçisinden biri yapan da bunlardı. Bu kavramlar neticesinde çok büyük kolaylıklar elde<br />

edildi. Büyük bir fizikçi olan P. Berkeley bu kavramlar için sonraları şöyle dedi:<br />

Diferansiyel ve integral hesap her kapıyı açar. Bu öyle bir anahtardır ki onun sayesinde modern<br />

matematikçiler, geometrinin ve sonuç olarak doğanın sırlarını keşfeder.<br />

Newton'un bu buluşları yaptığı yıllarda Gottfried Wilhelm Leibnitz de aynı kavramlar üstüne<br />

çalışıyordu. Leibnitz ve Newton buluşlarını yardımlaşarak geliştirmeye başladılar. Birbirlerinin<br />

niteliklerini çok iyi biliyor ve takdir ediyor olmaları çalışmalarına hız kattı.<br />

Newton, tarihteki diğer bilim adamlarına kıyasla farklı bir hayat yaşadı. Birçok bilim adamının<br />

hayatı zorluk ve sıkıntılarla geçmesine karşın, Newton uzun yıllar boyunca rahat ve mutlu bir yaşam<br />

sürdü ve yaptıkları yaşadığı dönemde de takdir gördü.<br />

Isaac Newton 20 Mart 1727'de, 85 yaşında öldü.<br />

241


242<br />

Albert EISTEIN (1879 - 1955)<br />

20. yüzyılın en önemli kuramsal fizikçisi olarak nitelenen<br />

Albert Einstein, Görelilik kuramını (diğer adları ile İzafiyet<br />

Teorisi ya da Rölativite Kuramı) geliştirmiş, kuantum mekaniği,<br />

istatistiksel mekanik ve kozmoloji dallarına önemli katkılar<br />

sağlamıştır. Kuramsal fiziğe katkılarından ve fotoelektrik etki<br />

olayına getirdiği açıklamadan dolayı 1921 Nobel <strong>Fizik</strong> Ödülü'ne<br />

layık görülmüştür.<br />

Einstein 1879 yılında Güney Almanya’nın Ulm kentinde<br />

dünyaya geldi. Babası küçük bir elektrokimya fabrikasının sahibi;<br />

annesi ise, klasik müziğe meraklı, eğitimli bir ev hanımıydı.<br />

Konuşmaya geç başlaması ve içine kapanık bir çocuk olması, ailesini tedirginliğe düşürmüşse de,<br />

sonraki yıllarda bu korkularının gereksizliği anlaşılacaktı. Giderek meraklı, hayal gücü zengin bir<br />

çocuk olarak büyüyordu.<br />

Okulu hiçbir zaman sevemedi. Gerçekten de genç Einstein’ın ileride ortaya çıkacak dehasının<br />

temelleri, kendisinin de sonradan belirttiği gibi okulda değil başka yerlerde atılmıştı: “Çocukluğumda<br />

yaşadığım iki önemli olayı unutamam. Biri, beş yaşında iken amcamın armağanı pusulada bulduğum<br />

gizem; diğeri on iki yaşındayken tanıştığım Öklid geometrisi. Gençliğinde bu geometrinin büyüsüne<br />

kapılmayan bir kimsenin, ileride kuramsal bilimde parlak bir atılım yapabileceği hiç beklenmemelidir!”<br />

Lise öğrenimini 1894′te İsviçre’de tamamladı ve 1896′da Zürih Politeknik Enstitüsü’ne girdi.<br />

Einstein, Sırp asıllı Mileva Maric adlı bir fizik öğrencisi ile evlendi. Mileva, Einstein’nın 1905′te<br />

çıkardığı araştırmanın matematik hesaplarında yardımcı olmuştur.<br />

1955′te hayata gözlerini yumana kadar bilim dünyasına çok şey kattı. 1916′da yayımladığı “Genel<br />

Görelilik Kuramı“, 1921′de “fotoelektrik etki ve kuramsal fizik" alanında çalışmalarıyla aldığı Nobel<br />

<strong>Fizik</strong> Ödülü, dahinin en önemli başarılarından sadece ikisi ya bilinmeyen dünyası…<br />

Bern’de federal patent dairesinde görev aldı. Bu görevden arta kalan zamanlarda çağdaş fizikte<br />

ortaya atılmaya başlanan problemler üzerinde düşünme fırsatı buldu. Önce atomun yapısı ve Max<br />

Planck’ın kuantum teorisi ile ilgilendi. Brown hareketine ihtimaller hesabını uygulayarak bunun<br />

teorisini kurdu ve Avogadro sayısının değerini hesaplayarak teorisini test etti. Kuantum teorisinin<br />

önemini ilk anlayan fizikçilerden birisi oldu ve bunu ışıma enerjisine uyguladı. Bu da onun, ışık<br />

tanecikleri veya fotonlar hipotezini kurmasını ve fotoelektrik olayını açıklayabilmesini sağladı.<br />

1905 yılında “Annalen der Physik” dergisinde bu çalışmalarını açıklayan iki yazısından başka,<br />

üçüncü bir yazısı daha çıktı ve bu yazıda görecelik teorisinin temelini attı. Teorileri sert tartışmalara<br />

yol açtı. 1909′da Zürih Üniversitesi’nde öğretim görevlisi oldu. Prag’da bir yıl kaldıktan sonra, Zürih<br />

Politeknik Enstitüsü’nde profesör oldu. 1913′de Berlin Kaiser-Wilhelm Enstitüsü’nde ders verdi ve<br />

Prusya Bilimler akademisine üye seçildi.<br />

Yabancı ülkelere birçok gezi yapmakla birlikte 1933′e kadar Berlin’de yaşadı. Almanya’da<br />

yönetime gelen Nasyonal Sosyalist (Nazi) rejimin ırkçı tutumu dolayısıyla, pek çok Musevi asıllı bilim<br />

adamı gibi o da Almanya’dan ayrıldı.<br />

Einstein, İsrail'li diplomat ve politikacı Abba <strong>Eba</strong>n'la birlikte. Paris’te College de France’ta ders<br />

verdi; burdan Belçika’ya oradan da İngiltere’ye geçti. Son olarak Amerika Birleşik Devletleri’ne<br />

giderek Princeton Üniversitesi kampüsünde etkinlik gösteren Institute for Advanced Study’de (İleri<br />

Araştırma Enstitüsü) profesör oldu. 1940 yılında Amerikan yurttaşlığına geçti.<br />

1955′de Princeton’da ölmüştür.


Galileo GALILEI(1564-1642)<br />

Tanınmış müzikçi Vincenzo Galilei'nin (Vinkenzo<br />

Galile) oğlu olan Galileo, ilk eğitimini ailesinin 1574' de<br />

taşındığı Floransa yakınlarındaki Vallombrasa (Valombreys)<br />

Manastırı'nda aldı. 1581'de tıp eğitimi görmek üzere Pisa<br />

Üniversitesi'ne girdi. Burada, tavandan sallanan bir lambanın<br />

salınımlarını gözleyerek, bir tam salınım için gereken sürenin,<br />

salınımın genliği ne olursa olsun hep aynı kaldığını bulan Galilei,<br />

sonradan bu olayı deneysel olarak doğrulayacak ve saatlerin<br />

düzenli çalışabilmesi amacıyla sarkaçtan yararlanılabileceğini<br />

ortaya koyacaktı.<br />

Sarkaçlara ilişkin bu gözlemine değin hiç matematik eğitimi<br />

görmemiş olan Galilei, raslantı sonucu dinlediği bir geometri<br />

dersinin de etkisiyle, Tascana Sarayı'nda öğretmenlik yapan Ostilio Ricci'den (Ostilo Ricci) matematik<br />

ve fizik dersleri almaya başladı. Mali durumunun elvermemesi nedeniyle 1585'te üniversiteden<br />

ayrılmak zorunda kaldı. Floransa'ya dönerek akademide ders vermeye başladı. 1586'da hidrostatik<br />

teraziyi bulan ve bu buluşunu bir makaleyle açıklayan Galilei'nin ünü bütün İtalya'ya yayıldı. 1589'da<br />

yazdığı katı cisimlerin ağırlık merkezlerine ilişkin inceleme Pisa Üniversitesi'nde matematik dalında<br />

öğretim üyeliğine getirilmesini sağladı.<br />

Burada hareket üzerine araştırmalara başlayan Galilei, ilk olarak ağırlıkları farklı cisimlerin farklı<br />

hızlarda düşeceklerine ilişkin Aristotales'çi (Aristo) görüşü çürüttü. Pisa'daki görevinden ücretinin<br />

düşüklüğü nedeniyle ayrılarak 1592'de Podova'da matematik profesörü olarak çalışmaya başlayan<br />

Galilei, bu görevi 18 yıl sürdürdü ve buluşlarının önemli bir bölümünü burada gerçekleştirdi. 1604’<br />

te düşen cisimlerin düzgün hızlanan hareket yaptığını kuramsal olarak kanıtladı. Ayrıca parabolik<br />

düşme yasasını ortaya koydu.<br />

Bilime Katkıları<br />

Galilei’nin olağanüstü zihinsel gücü ölümüne değin azalmadan sürdü. 1634’te “Discorsi e<br />

dimostrazioni mathematice intorno a due nouve scienze attenenti alla meccanica”(Makenikle İlgili<br />

İki Yeni Bilim Üzerine Söylevler ve Matemetiksel Kanıtlar) adlı yapıtını bitirdi. Genellikle en değerli<br />

yapıtı sayılan ve 1638’de Leiden’de basılan bu kitapta Galilei, araştırmalarına ilk başladığı yıllarda<br />

gerçekleştirdiği deneylerin sonuçlarını yeniden değerlendirdi ve mekaniğin temel ilkeleri üzerine<br />

sonradan geliştirdiği görüşlere yer verdi. Teleskoptan yararlanarak gerçekleştirdiği son buluşu Ay’ın<br />

günlük ve aylık sallantılarını (librasyon) ilk kez gözlemlemesiydi. Bu gözlemleri 1637’de görme yetisini<br />

yitirmeden birkaç ay önce yapan Galilei, daha sonra sarkacın saat mekanizmalarının çalışmasını<br />

düzenlemekte kullanılabileceğini belirledi. Bu buluş 1656’da Felemenkli bilim insanı Christiaan<br />

Huygens (Kıristiyan Huygens) tarafından uygulamaya kondu. Cisimlerin çarpışması kuramına ilişkin<br />

görüşlerini ögrencileri Vincenzo Vivani (Vinkenzo Vivani) ve Evangelista Torricelli’ye (Evancelista<br />

Toriçelli) son günlerine değin yazdırdı.<br />

243


Edward Williams MORLEY (1838 - 1923)<br />

1838’de ABD’de, New Jersey’de (Niv Cörsi) doğdu. Anne ve<br />

babası İngiliz kökenli olan Morley, West Hartford (Vest Hartfırt) ve<br />

Connecticut’ta (Kennetikıt) yaşadı. Sağlık sorunları nedeniyle1857<br />

yılına kadar anne babası tarafından eğitilen Morley, aynı yıl<br />

babasının mezun olduğu Massachusetts (Masaçusets) eyaletindeki<br />

Williams College’ne (Vilyıms Kollıc) kabul edildi. 1860 yılında mezun<br />

oldu ve 3 yıl sonra master derecesi aldı. Çocukluk yıllarında optik<br />

ve astronomiye meraklı olan Morley (Morlıy), master yıllarında<br />

ilgisini tamamen kimyaya verdi. 1860-61 yıllarında okulunda inşa<br />

edilen gözlemevindeki kronograf ile enlem tespitini doğru olarak<br />

yapan ilk kişi oldu. Bu çalışması 1866 yılında Advancement of<br />

Science (Edvensmınt of Sayns ) için Amerikan Derneğinde okunarak<br />

yayımlandı.<br />

Morley, anne ve babasının tavsiyesi üzerine 1861 yılında Andover<br />

Theological Seminary’ye (Andovır Tielocıkıl Seminery) girdi ve 1864 yılında kursu tamamladı.<br />

1866-1868yılları arasında özel bir okulda öğretmen olarak görev yaptı.1869’dan 1906’ya kadar<br />

şimdiki adıyla Case Western Reserve (Kyes Vestern Rizerv) Üniversitesinde kimya profesörü olarak<br />

çalıştı. Yaptığı araştırmalara fazlaca zaman ve imkân bulan Morley için profesörlük yılları, kariyeri için<br />

önemli bir dönemdi. 1887’de Morley ve Albert Michelson (Albırt Miçılsın), ışık saçan esirin varlığını<br />

kanıtlamak için deneylerini gerçekleştirdiler. 1888 yılında Miss Imbella A. Birdsall evlenen Morley,<br />

içerisinde birçok değerli eser bulunan bir kütüphaneye sahipti. Bu kütüphane, emeklilik yıllarında<br />

üniversite tarafından satın alınarak insanların hizmetine sunuldu.<br />

Morley, emekli olduktan sonra West Hartford, Connecticut’da içerisinde kişisel çalışmalarını<br />

yaptığı laboratuvarı olan evine taşındı. Bu laboratuvarda kayalar ve mineraller üzerinde çalışmalarda<br />

bulundu. Hayatı boyunca 55’e yakın makalesi yayımlanan Morley, 1923 yılında hayatını kaybetti.<br />

İsmi, emekli olduğu üniversitede kimya laboratuvarına verildi.<br />

244


Aristoteles (MÖ 384 - 322)<br />

Aristoteles, yalnızca büyük Yunan filozoflarının en<br />

sonuncusu değil, Avrupa’nın da büyük biyologlarından ilki idi.<br />

Platon’un akademisinde 20 yıl öğrencilik yapan Aristoteles,<br />

bir süre sonra Atina’dan göçüp Büyük İskender’in eğiticiliğine<br />

getirildi. MÖ 355’te Atina’ya dönerek ünlü okulu “Lykeion”u<br />

kuran Aristoteles, Büyük İskender ölünce yeniden Atina’dan<br />

göçmek zorunda kaldı (MÖ 323) ve ertesi yıl Eğriboz Adası’nda<br />

öldü.<br />

Platon’un tüm duyular dünyasına ve etrafımızda gördüğümüz<br />

şeylere sırt çevirmiş olmasına rağmen Aristoteles bunun<br />

tam tersine gerçekçi bir şekilde balıkları, kurbağaları, anemon<br />

çiçeklerini ve gelincikleri inceledi. Aristoteles, “Gerçekten var<br />

olan nedir?” sorusuna, “Şu görmüş olduğumuz tek tek nesnelerdir;<br />

şu insan, şu masa, şu ağaç gibi fertlerdir. Yoksa Platon’un<br />

dediği gibi göremediğimiz idealar değildir” cevabını verir. Ayrıca,<br />

Platon bir şair ve destan yazarı iken Aristoteles’in yazıları ansiklopedi maddeleri gibi kuru ve detaylıdır.<br />

Buna karşılık yazılarının temelini o güne kadar hiç yapılmamış doğa araştırmaları oluşturur.<br />

Aristoteles Platon’la “tavuk” fikrinin tavuktan önce var olduğu konusunda da aynı fikirde değildi.<br />

Aristoteles’in tavuk biçimi ile kastettiği şey tavuğun özgün özellikleri olarak her tavukta var olan<br />

şeylerdi. Bu yüzden tavuğun kendisi ile tavuk biçimi, ruhla beden gibi birbirinden ayrılamayacak<br />

şeylerdi. Aristoteles’in Platon’un idea öğretisi hakkındaki bu eleştirileri düşünce yönteminde de çok<br />

önemli bir değişim anlamına gelir. Çünkü Platon için gerçeklik aklımızla düşündüğümüz bir şey iken<br />

Aristoteles için gerçeklik duyularımızla algıladığımız bir şeydi.<br />

Aristoteles’e göre, doğada çeşitli nedenler vardı. Bunların içinde en önemlisi onun “ereksel neden”<br />

dediği nedendir. Aristoteles, doğadaki cansız süreçlerde de “ereksel neden” arıyordu. Örneğin,<br />

yağmurun yağdığını çünkü bitkilerle hayvanların büyümek için yağmura gereksinimi olduğunu<br />

söylerdi. “Ereksel neden” ile kastettiği buydu. Görüldüğü gibi Aristoteles, yağmur damlalarına bir<br />

görev ya da “amaç” veriyordu.<br />

Aristoteles doğayı ciddi bir şekilde düzenlemek istiyordu. Doğadaki her şeyin değişik gruplar ve<br />

alt gruplarda bir araya geldiğini göstermeye çalışıyordu. Ayrıca Aristoteles insanların kavramlarına<br />

bir düzen getirmek isteyen titiz ve düzenli biriydi. Bu yanıyla mantığı bir bilim olarak kuran kişi de o<br />

oldu. Hangi çıkarımların ya da kanıtların mantıksal olarak geçerli olduğuna ilişkin kesin kurallar öne<br />

sürdü.<br />

Aristoteles’e göre, Dünya küre biçimindedir ve her şeyi içine alır. Evrenin merkezinde yer vardır ve<br />

yer hareketsizdir. Aristoteles Dünya’daki devinimleri yıldız ve gezegenlerin yönettiğini düşünüyordu.<br />

Ancak gökyüzü cisimlerini de hareket ettiren bir şey olmalıydı. Bu güce Aristoteles “ilk devindirici” ya<br />

da “Tanrı” diyordu. “İlk devindiricinin” kendisi hareket etmez gökyüzündeki ve doğadaki cisimlerin her<br />

şeyin hareketlerinin ilk nedenidir.<br />

Aristoteles üç tür mutluluk olduğunu söyler: İlk tür mutluluk, arzu ve isteklerin olduğu bir<br />

hayattır. İkincisi, özgür ve sorumlu bir vatandaş olarak var olunan bir hayattır. Üçüncü tür mutluluk<br />

245


ise araştırmacı ve filozof olunan hayattır. Aristoteles, insanın mutluluğu için bu üç koşulun da bir<br />

arada var olması gerektiğini ısrarla belirtir ve tek yönlülüğü reddeder. İnsanlarla ilişkilerimizde de<br />

“altın orta”yı tutmaktan söz eder: “Ne korkak ne çılgınca atılgan, sadece cesur olacağız. Ne cimri ne<br />

savurgan, sadece bonkör olacağız.” der.<br />

Aristoteles’e göre, insan bir “politik varlıktır” ve insanı çevreleyen toplum olmadan gerçek<br />

anlamda insan olunmaz. İnsanlar ne hayvanlar gibi yalnızdır, ne de Tanrı gibi tek başınadır. İnsanların<br />

birbirlerine ihtiyacı vardır. “İnsan toplumsal bir canlıdır” ve toplum, ailelerden oluşur.<br />

Aristoteles’e göre devlet; ahlaki ve manevi gayelerle bir araya gelmiş olan insan toplulukları<br />

demektir. Devletin şeklini devletin kanunu belirler. Devlet şekilleri kendiliğinden ne iyidir ne de kötüdür.<br />

Ancak iyi ya da kötü yönetimler vardır. Aristoteles, üç iyi devlet türünden söz eder. Bunların ilki, devletin<br />

başında tek bir kişinin bulunduğu monarşidir. Bu devlet biçiminin iyi olabilmesi için baştaki kişinin<br />

kendi çıkarları uğruna devleti kötüye kullanmaması gerekir. Bir diğer iyi devlet biçimi aristokrasidir.<br />

Aristokraside devleti yöneten bir gurup lider vardır. Üçüncü iyi devlet biçimi de Aristoteles’in politeia<br />

demekle kastettiği demokrasidir. Ancak bu yönetim biçiminde de var olan tehlike, bir demokrasinin<br />

kolayca bir ayak takımı egemenliğine dönüşebilmesidir.<br />

Aristoteles, pek çok bilimin bugün dahi kullandığı bilimsel dilin kurucusu, birçok bilimi kurup<br />

düzenleyen bir filozoftur. Çağının aşağı yukarı bütün bilim dallarında yapıtlar vermiş olan Aristoteles’in<br />

ortaya koyduğu kesin gözlem ve sınıflama kuralları, İbni Sina ve İbni Rüşd’ün yapıtlarının çevirileri<br />

aracılığıyla Orta Çağ’da bütün Batı kültürüne damgasını vurmuştur.<br />

246


Benjamin FRANKLIN (1706-1790)<br />

17 Ocak 1706’da, on yedi çocuklu bir ailenin oğlu olarak<br />

Amerika’da doğdu. Kalabalık ailesinde, anne babasının önceki<br />

evliliklerinden olan üvey kardeşleri de vardı. Küçüklüğünde yüzmeyi<br />

çok seviyordu ve iyi bir yüzücü olarak bilinmekteydi.<br />

10 yaşında okulu bırakan B. Franklin,12 yaşına geldiğinde<br />

basımevi yöneten ve liberal bir gazete yayımlayan ağabeyi<br />

William Franklin’in (Vilyım Franklin) yanında çalışmaya başladı.<br />

1722’de henüz 16 yaşındayken orta yaşlı bir kadının kişisel mektuplarından<br />

oluşan ilk yazı dizisi “Silence Dogood”u yazdı. Hızlı<br />

düşünme becerisine sahip olan Benjamin Franklin, bu özelliğinden<br />

faydalandı ve çok geçmeden ülkenin en başarılı yayıncılarından<br />

biri oldu. Ancak, ağabeyiyle çalışması oldukça zor bir hâl<br />

alınca şirketiyle olan tüm bağlarını kopardı ve 1723’te Boston’dan<br />

ayrılmaya karar verdi.<br />

New York’a yerleşmeyi düşünmesine rağmen kentte yayıncıya ihtiyaç duyulmaması nedeniyle<br />

Philadelphia’ya gitti. Oraya vardığı ilk gün, onu çok etkileyen Deborah Read’le (Debrah Riyd) tanıştı.<br />

1729’da ortağıyla birlikte “Pennsylvania Gazete”sini satın aldı. Gazete, Benjamin Franklin’in yönetiminde<br />

ülkenin en çok okunan yayınlarından biri oldu. 1730’da Deborah Read’le evlenmesinin ardından,<br />

nükteli sözleri ve bilgece tavsiyelerine yer verdiği ve adını Franklin’in yakın arkadaşı kaptan<br />

John Paul Jones’un (Can Pol Cons) vaftiz edildiği savaş gemisi Poor Richard’dan (Por Riçırt) alan<br />

Poor Richard: An Almanack (Fakir Richard: Almanak) gazeteyi kurdu. Oldukça popüler olan gazetede<br />

Franklin’in yayımladığı deyişlerin ünü günümüze kadar gelmiştir.<br />

1732-1757 yılları arasında yönetmenliğini yaptığı gazetede Richard Sounders (Riçırt Sandırs)<br />

imzasıyla yazılar yazdı. Siyaset, felsefe, bilim, iş ilişkileri gibi konuların tartışıldığı Junto adlı bir kulüp<br />

dışında kütüphane, hastahane ve yangına karşı sigorta şirketi kurdu.<br />

1748’de yayıncılıktan emekli olmasından iki yıl sonra Pennsylvania (Pensılvenya) Meclisine seçildi<br />

ve arazi vergisine karşı olan büyük ailelerle mücadele etti. İngiliz Amerikası postalarının genel<br />

müdürlüğüne getirildikten sonra posta servisinde çeşitli düzenlemeler yaptı. Bu sırada elektrik mekanizmasıyla<br />

ilgili araştırmalar yapan Franklin, elektrik yüklerindeki artı ve eksi uçlarını keşfederek<br />

“Elektriğin Korunumu” ilkesini ortaya attı. Fırtınalı bir havada uçurtma uçurarak gerçekleştirdiği<br />

deney sonunda şimşeğin elektriksel olduğunu fark etti. Elektrik çarpması sonucu iki yardımcısını<br />

trajik biçimde kaybettiği bu deneyler sırasında paratoneri keşfetti. Ayrıca, güneş ışığından daha fazla<br />

yararlanmak için saat uygulamasını başlattı.<br />

Ekonomik ve askeri yardım istemek üzere Eylül 1776’da üç kişilik bir komisyonla Fransa’ya<br />

gönderildi. Franklin, Fransız Dışişleri Bakanı Charles Gravier (Çarls Gırivır) ile görüşmelerinde çok<br />

başarılı oldu. 1775-1783 Amerikan Bağımsızlık Savaşı sonunda İngiltere ile barış görüşmelerini sürdürmek<br />

üzere seçilen diplomatlardan biri oldu ve İngiltere’ye gitti. Barış antlaşmasının imzalanmasından<br />

sonra 1785’te Amerika’ya döndü. 1787’de Philadelphia Anayasa Kurultayının çalışmalarına<br />

katıldı. Franklin, 17 Nisan 1790’da hayatını kaybetti.<br />

247


Michael FARADAY (1791-1867)<br />

Michael Faraday, 1791 yılında İngiltere’nin kuzeyinden Newington köyüne<br />

iş aramak amacıyla gelen demirci baba ile köylü bir annenin çocuğu<br />

olarak dünyaya geldi. Ekonomik sebeplerden dolayı uzun süreli bir eğitim<br />

alamadı ve daha ziyade kendi kendine yetişmiş bir bilim insanı unvanını aldı.<br />

Küçük yaşta gazete dağıtarak hayatını kazanmak zorunda kalan Faraday,<br />

okuma yazmayı kilisenin pazar okulunda öğrendi.<br />

On dört yaşında çırak olarak girdiği ciltçi dükkânına getirilen kitapları<br />

okuyarak hem bilgisini hem de genel kültürünü geliştirdi. Okuduğu kitaplar<br />

arasından özellikle Encyclopedia Britannica’nın üçüncü baskısındaki elektrik<br />

maddesinden etkilendi. Bu sayede, eski şişe ve hurda parçalarından basit<br />

bir elektrostatik üreteç geliştirerek deneyler yapmaya başladı. Ayrıca, kendi ürettiği zayıf bir volta<br />

pilini kullanarak elektrokimya deneyleri gerçekleştirdi.<br />

M. Faraday, ilerleyen yıllarda Londra’daki Kraliyet Enstitüsünde kimyacı Sir Humphrey Davy<br />

tarafından verilen kimya konferanslarına katılma olanağı buldu. Bu konferanslarda tuttuğu notları<br />

ciltleyerek iş istediğini belirten bir mektupla Davy’ye gönderdi ve 1813’te Davy’nin desteğiyle kimya<br />

asistanı oldu. Ekim 1813 ile Nisan 1815 tarihleri arasında Fransa, İtalya ve İsviçre gezisinde Davy’ye<br />

refakat etti. 1825’te laboratuvar müdürlüğüne getirildi. 8 yıl sonra da Enstitüye kimya profesörü olarak<br />

tayin edildi. Hayatının tümünü Enstitünün çalışmalarına adadı.<br />

1820’li yıllarda, bilim insanları çalışmalarında daha ziyade elektrikle ilgili konulara ağırlık vermişti.<br />

Bunlardan en önemlileri Volta’nın elektrik pili ile Hans Christian Orsted’in elektrik akımından üretilen<br />

manyetik mıknatıslı güç kaynağı idi. Ayrıca, Orsted bir telden geçen elektrik akımının, tel çevresinde<br />

bir manyetik alan oluşturduğunu bulmuştu. Fransız fizikçi Andre Marie Ampere de tel çevresinde oluşan<br />

manyetik kuvvetin dairesel olduğunu, gerçekte de tel çevresinde bir manyetik silindir oluştuğunu<br />

göstermişti.<br />

Elektrik enerjisinden manyetik alan üretildiği fikrinden sonra bilim insanlarının en büyük düşüncesi,<br />

“Manyetizmadan elektrik enerjisi elde edilebilir mi?” sorusu olmuştu. Faraday, zaman zaman bu<br />

mesele üzerinde çalıştı ve ilk bilimsel keşfini gerçekleştirdi. Bir mıknatıs etrafında, karşılıklı dönebilen<br />

bir kablo sistemi geliştirdi. Böylece ilk defa elektrik enerjisi mekanik enerjiye dönüştürülmüş oldu. Bu<br />

keşif, elektrik motorlarının esası kabul edildi.<br />

Faraday’ın 1831 yılındaki deneylerinden en önemlisi, galvanometreye bir kablo bobini bağlayarak<br />

küçük elektrik akımlarını ölçmeye yarayan bir alet yapması oldu. Böylece, manyetizmadan elektrik<br />

enerjisi elde etmenin yolunu buldu ve mekanik enerjiyi bir mıknatıs yardımıyla elektriğe dönüştürdü.<br />

Faraday manyetik etkiyle ilgili deneyleri gerçekleştirip sonuçlarını bilim dünyasına sunarken<br />

elektriğin farklı biçimlerde ortaya çıkan türlerinin niteliği konusunda kuşkular belirmişti: “Elektrikli yılan<br />

balığının ve öteki elektrikli balıkların saldığı, bir elektrostatik üretecin verdiği bir pilden ya da<br />

elektromanyetik üreteçten elde edilen elektrik akışkanları birbirinin aynı mıydı? Yoksa bunlar değişik<br />

yasalara uyan farklı akışkanlar mıydı?”<br />

Faraday araştırmalarını derinleştirince iki önemli buluş gerçekleştirdi. Elektriksel kuvvet, kimyasal<br />

molekülleri sanıldığı gibi uzaktan etkileyerek ayrıştırmıyordu. Moleküllerin ayrışması iletken bir<br />

sıvı ortamdan akım geçmesiyle ortaya çıkıyordu. Ayrıca, ayrışan madde miktarı çözeltiden geçen<br />

elektrik miktarına doğrudan bağımlıydı. Bu bulgular Faraday ‘ı yeni bir elektrokimya kuramı oluşturmaya<br />

yöneltti. Buna göre elektriksel kuvvet, molekülleri bir gerilme durumuna sokuyordu.<br />

1832 ve 1833’te elektrolizin iki temel kanununun formüllerini bulan Faraday, 1839 yılında iletken<br />

ve yalıtkan maddelere ilişkin yeni ve genel bir kuram geliştirdi. Ayrıca, mıknatıs kutupları arasında<br />

döndürdüğü bakır halka ile devamlı bir akım elde etmeyi başardı. 1840 yılında da ışık enerjisi ile<br />

elektromanyetik enerjinin birbirine çok benzediği hatta aynı olduğu kuramını geliştirdi. Uzun ve yorucu<br />

geçen çalışma hayatı sonunda 25 Ağustos 1867’de öldü.<br />

248


Tsunami Nedir?<br />

Japoncada ‟liman dalgası” anlamına gelen tsunami;<br />

okyanus ya da denizlerin tabanında oluşan<br />

deprem, heyelan, volkan patlaması ile bunlara<br />

bağlı taban çökmesi, zemin kaymaları gibi olaylar<br />

sonucu denize geçen büyük enerjiyle oluşur.<br />

Dünya dillerine 15 Haziran 1896’dan sonra Meiji<br />

depremiyle girer. 21 bin kişinin hayatını kaybettiği<br />

8,5 büyüklüğündeki bu depremden sonra tarihin<br />

gördüğü en büyük tsunamilerden biri meydana<br />

gelmiştir. Dalgaların boyu 38,2 metreye ulaşmış<br />

yani 12-13 katlı bir apartmanın yüksekliği kadar<br />

dev dalgalar oluşmuştur.<br />

Tsunami ilk oluştuğunda tek bir dalga şeklindedir ancak kısa bir süre içinde üç ya da beş dalgaya<br />

dönüşür. Birinci ve sonuncu dalga çok zayıf ilerlerken diğer dalgalar etkilerini kıyılarda şiddetli biçimde<br />

hissettirecek enerjiyle ilerler. Bu nedenle depremlerden kısa bir süre sonra kıyılarda görülen<br />

yavaş ama anormal su düzeyi değişimi, ilk dalganın geldiğinin habercisi olur. Ayrıca, bu değişim<br />

arkadan gelecek çok kuvvetli dalgaların öncüsüdür. Bu dalgalar deniz kıyısındaki topraklarda ölümcül<br />

ve yıkıcı etkilere neden olur.<br />

Tarihteki Önemli Tsunamiler<br />

National Geographic Türkiye - Appenzeller, Northwestern<br />

Üniversitesi jeoloji profesörlerinden tsunami<br />

uzmanı Emile Okal’a danışarak geçmişte yeryüzüne<br />

önemli etkileri olmuş tsunamilere ilişkin aşağıda verilen<br />

listeyi derlemiştir.<br />

1-Minos, İÖ 1630 Dolayları<br />

Yunan adası Santorini’de, bir yanardağ patlamasının<br />

yol açtığı dalgalar Girit’i silip süpürdü ve belki de<br />

Minos uygarlığının çöküşünü hızlandırdı. Bu tsunaminin,<br />

Atlantis efsanesinin kaynaklarından biri<br />

olduğu söyleniyor.<br />

2-Cascadi, 1700<br />

Amerika kıtasının Kuzeybatı Pasifik açıklarında gerçekleşen çok büyük bir deprem, dev dalgalara<br />

neden oldu. Japonya’da, bu olayın yol açtığı hasarı tanımlayan yaklaşık 300 yıllık kayıtlar bulundu.<br />

3-Lizbon, 1755<br />

Açık denizde oluşan deprem ve ardından gelen dalgalar büyük zarara yol açtı; Voltaire’in Candide<br />

yapıtında da bu olaydan söz ediliyor. Barbados’ta dahi hissedilen felaket, Atlas Okyanusu’nun bir<br />

ucundan diğerine hasar verdiği bilinen tek tsunami.<br />

4-Sanriku, 1896<br />

Tsunami tek bir uyarı bile vermeden Japonya’nın kuzeydoğusunu vurduğunda 20.000’den fazla kişi<br />

yaşamını yitirdi.<br />

249


5-Aleut Adaları, 1946<br />

Alaska açıklarındaki tsunami beş saat içinde Hawaii kıyılarına ulaştı. Bu olay, Büyük Okyanus tsunami<br />

uyarı sisteminin geliştirilmesini hızlandırdı.<br />

6-Şili, 1960<br />

9,5 büyüklüğündeki bir deprem (kayıtlara geçen en büyük örnek) Büyük Okyanus boyunca 2200 can<br />

alan dalgaları tetikledi. Bu felaket, halkın tsunamilere karşı eğitilmesinin gerekliliği konusunda yetkilileri<br />

alarma geçirdi. Buna karşın Hawaii’de, uyarılar yapıldığında insanlar izlemek için rıhtıma toplandı<br />

(Şili açıklarında deniz dibinde oluşan 9,5 büyüklüğündeki bu depremin ardından yine son yüzyılın<br />

en büyük, en güçlü dalgaları görüldü. 11 metre yüksekliğindeki tsunami, Şili’de 1000, Hawaii’de 61<br />

kişinin ölümüne yol açtı.).<br />

Dalgalar, saatte 750 kilometre hızla Japonya kıyılarına ulaştı ve değdiği yeri yıktı. Tsunaminin kat<br />

ettiği mesafe yani Şili-Japonya arası yaklaşık 17.000 kilometre.<br />

7-Papua Yeni Gİne, 1998<br />

Ölümcül dalgalarıyla kıyı şeridindeki çok dar bir alanı vuran bu tsunami, 2000’den fazla kişinin<br />

ölümüne yol açarak gözlemcileri şaşırttı. Uzmanlar daha sonraları bunun nedeninin deniz altında bir<br />

zemin kayması olduğunu öğrendi. O dönemde bunun tsunamiyi tetikleyen olaylardan biri olduğunu<br />

çok az kişi biliyordu. Şimdi ise bu tür kaymaların birçok kıyıyı tehdit ettiği biliniyor.<br />

Güney Asya Depremi<br />

Deprem Asya Haritasını Değiştirdi<br />

Asya’da onbinlerce kişinin ölümüne ve<br />

kaybolmasına yol açan deprem, Sumatra’daki<br />

adaları yerinden oynatarak Asya haritasında<br />

değişikliğe neden oldu.<br />

26 Aralık 2004’te meydana gelen Güneydoğu<br />

Asya depreminin yerkabuğunun her bölgesini<br />

birden salladığı ortaya çıktı. Bilim insanları, 9,2<br />

büyüklüğündeki son 40 yılın en güçlü depreminde<br />

ortaya çıkan enerjinin, 26 Aralık’tan<br />

günler sonra dahi yer kabuğunu titretmeye<br />

yettiğini belirledi. Uzunluğu 1.250 km olan<br />

bir çatlak boyunca oluşan deprem, 10 dakika<br />

sürmüştü. Bu şimdiye dek kaydedilen en uzun deprem süresi.<br />

Depremin ardından elde edilen sismik veriler, deprembilim alanında yeni açılımlara olanak verecek.<br />

Son 50 yılda bu kadar büyük bir deprem meydana gelmemişti ve önceki büyük depremlerde bilimsel cihazlar<br />

bugünkü kadar gelişmiş değildi. Güneydoğu Asya depreminden çıkan sonuçları değerlendiren<br />

bilim insanları, yer kabuğunun kırılmasıyla ilgili önemli bulgular çıkardı.<br />

Deniz Suları 0,1 mm Yükseldi<br />

Deprem, Indo-Avustralya plakasının Avrasya plakasının altına kaymasıyla oluştu. Kaymanın<br />

şiddetiyle Avrasya Plakası’nın ucu havaya kalktı. Bu hareket, okyanus zeminin oynamasına yol açtı<br />

ve tsunami ortaya çıktı. Tsunaminin Bengal Körfezi’nde yarattığı dalga, tüm Dünya denizlerinde su<br />

seviyesinin 0,1 millimetre yükselmesine neden oldu.<br />

250


Tüm Dünya Titredi<br />

Deprem sadece deniz sularını yükseltmekle kalmadı. Yale<br />

Üniversitesi’nden Jeffrey Park’ın ölçümlerine göre, Dünya’nın<br />

hemen her bölgesi yerkabuğunda 1 cm’ye kadar çıkan bir<br />

titreşim yaşadı. Depremin neden olduğu Dünya çapındaki titreme,<br />

26 Aralık’tan haftalar sonrasında dahi devam etti. Benzer<br />

bir durum, 1960 yılında gerçekleşen Şili depreminde de<br />

gözlemlenmişti (1960 Şili depremi 9,5, 1964 Alaska depremi<br />

ise 9,2 büyüklüğündeydi.). Depremin merkezinden bin 500<br />

kilometre uzaklıkta olmasına karşın, Sri Lanka’da yerkabuğu<br />

10 cm titredi. Depremin oluşumunda, Hint okyasunu tabanının<br />

Asya kıtasına doğru daldığı gözleniyor. Bu nedenle açığa<br />

çıkan enerjinin büyük kısmı kuzeye doğru yayıldı, nitekim<br />

Rus sismologlar Avustralyalı meslektaşlarına göre daha yüksek<br />

enerji ve titreşim tespit etti. Depremde 300.000’den fazla<br />

insan yaşamını yitirmiş veya ortadan kaybolmuştu.<br />

Bu kitap için düzenlenmiştir.<br />

251


252


SÖZLÜK<br />

akort : Bir çalgıda doğru ses vermesi için yapılan ayar, düzen.<br />

atmosfer : Yeri veya herhangi bir gök cismini saran gaz tabakası.<br />

ayrışma : Moleküllerin, türlü etkenlerle geçici olarak daha yalın atom ve moleküllere<br />

bölünmesi.<br />

bowling : Bir topun hat üzerinde yuvarlanarak lobutlara çarpması ve onları devirebilmesi<br />

esasına dayalı basit bir oyun.<br />

bulgu : Araştırma verilerinin çözümlerinden çıkarılan bilimsel sonuç, netice.<br />

çerçeve : Bir düşünce alanının sınırları veya bu sınırlar içindeki alan.<br />

dış bükey : Yüzeyi tümsek, çıkık ve şişkin olan.<br />

ebat : Boyut.<br />

ebonit : Kauçuk-kükürt bileşiminden elde edilen plastik madde.<br />

etken : Bir madde üzerinde belli bir değişiklik yapan.<br />

faktör : Etken.<br />

A<br />

B<br />

Ç<br />

D<br />

E<br />

F<br />

G<br />

gelenek : Bir toplumda, bir toplulukta eskiden kalmış olmaları dolayısıyla saygın tutulup ku-<br />

şaktan kuşağa iletilen, yaptırım gücü olan kültürel kalıntılar, alışkanlıklar, bilgi, töre<br />

ve davranışlar, anane.<br />

gökdelen : Yirmi, otuz veya daha çok katlı yapı.<br />

253


görecelik : Bağıntılılık öğretisi, özellikle bilginin bağıntılı olduğunu ileri süren her türlü felsefe<br />

öğretisi, görececilik, bağıntıcılık, izafiye, rölativizm.<br />

görsel : Görme duyusuyla ilgili olan, görmeye dayanan.<br />

ışıma : Işımak işi, aydınlanma.<br />

iç bükey : Yüzeyi düzgün ve pürüzsüz çukur biçimde olan.<br />

irdelemek : Bir konunun incelenmesi ve eleştirilmesi gereken bütün yönlerini birer birer ince-<br />

lemek, araştırmak, tetkik ve mütalaa etmek.<br />

kavis : Bir eğrinin sınırlı bir kısmı.<br />

materyal : Gereç, yazılı, sözlü, görüntülü, kaydedilmiş her türlü belge.<br />

254<br />

I<br />

İ<br />

K<br />

M<br />

metabolizma : Canlı organizmada veya canlı hücrelerde hareketi, enerjiyi sağlamak için oluşan,<br />

biyolojik ve kimyasal değişimlerin bütünü.<br />

mezura : Terzilikte ölçü almak için kullanılan, genellikle 1,5 metre uzunluğunda şerit metre.<br />

model : Resim heykel vb. yapılırken baka baka benzetilmeye çalışılan nesne veya kimse,<br />

örnek.<br />

mutlak : Kesin olarak.<br />

olgu : Birtakım olayların dayandığı sebep veya bu sebeplerin yol açtığı sonuç, vakıa.<br />

O<br />

Ö<br />

özdeş : Her türlü nitelik bakımından eşit olan, ayırt edilemeyecek kadar benzer olan,aynı.<br />

parazit : Radyo, televizyon, telsiz benzeri aygıtların yayınına karışan yabancı ses veya<br />

cızırtı.<br />

P


parkur : Binicilik, bisiklet, atletizm gibi yarışmaların yapıldığı özel yol.<br />

pipet : Sıvıları, solukla içine çekip kaptan kaba aktarmaya yarayan cam boru, sıvı<br />

içecekleri bardak veya şişeden kolayca içmek için kullanılan ince, plastik boru,<br />

kamış.<br />

poster : Duvara asılan büyük boy resim, bilimsel toplantılarda panolara asılan kısa bildiri.<br />

rafting : Özel botlarla debisi yüksek ırmaklarda yapılan bir tür spor.<br />

raket : Pinpon, tenis gibi oyunlarda topa vurmak için kullanılan, oval tahta bir kasnağa<br />

gerilmiş bir ağla veya lâstikle kaplanmış olan, uzunca saplı araç, vuraç.<br />

R<br />

reaktör : Yakıt olarak çevredeki havayı kullanan ve pervanelerin yardımı olmaksızın doğrudan<br />

doğruya tepki ile çalışan iki ucu açık boru biçiminde itici.<br />

reel : Gerçek.<br />

referans noktası : Temel alınan başlangıç noktası.<br />

senaryo : (mecaz) Bir olayı başka bir yöne, bir amaca ulaştırmak için uydurulan.<br />

sıla : Bir süre ayrı kaldığı bir yere veya yakınlarına kavuşma.<br />

soğurmak : Bir maddeyi veya sıvıyı içine çekmek.<br />

sönüm : Bir salınım hareketinin genliğinin türlü dirençlerin etkisiyle küçülmesi.<br />

şeffaf : Saydam.<br />

simülasyon : Benzetim.<br />

takoz : Bir eşyanın altına kıpırdamadan dik durması için yerleştirilen ağaç kama.<br />

tayfa : Aynı işi yapan topluluk, bir gemide bulunan, türlü işlerde çalıştırılan sefer işçisi<br />

teori : Kuram.<br />

S<br />

Ş<br />

T<br />

255


terminâl : Otobüs, uçak vb. taşıtların yolcularını ilk aldığı veya son bıraktığı yer.<br />

termodinamik : Isı enerjisi ile kinetik enerji arasındaki ilgileri ve bu konuyla ilgili olayları inceleyen<br />

fizik kolu.<br />

256<br />

Y<br />

yargı : Kavrama, karşılaştırma, değerlendirme gibi yollara başvurularak, kişi, durum veya<br />

nesnelerin eleştirici bir biçimde değerlendirilmesi, hüküm.<br />

yasa : Çok sayıda deney ve gözlemlerden sonra, aynı şartlarda aynı sonuçları verdiği<br />

kesin olarak belirlenen durum.


EKLER<br />

EK - 1: DERECELİ PUANLAMA ANAHTARLARI<br />

a) ‟ İnsan Modeli Oluşturalım” proje görevinin dereceli puanlama anahtarı<br />

Grubun Adı:<br />

Grubun Ödevi Sunduğu Tarih:<br />

Açıklama: Aşağıdaki dereceli puanlama anahtarı, yaptığınız çalışmayı değerlendirmek için<br />

hazırlanmıştır. Bu anahtar aynı zamanda çalışmanızda hangi ölçütlere dikkat edeceğiniz konusunda<br />

size bilgi vermektedir.<br />

Performans<br />

Düzeyi<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

Ölçütler ve Ölçüt Tanımları<br />

Dayanıklılığın Hesaplanması<br />

Kendi vücut ölçülerinden yola çıkarak, hiçbir alan ve hacim hesabı atlanmadan<br />

hatasız bir şekilde dayanıklılık hesabı yapılmıştır.<br />

Kendi vücut ölçülerinden yola çıkarak, kabul edilebilir bir hatayla dayanıklılık<br />

hesabı yapılmıştır.<br />

Kendi vücut ölçülerinden yola çıkarak, birkaç alan-hacim hesabı atlanarak hatalı<br />

bir dayanıklılık hesabı yapılmıştır.<br />

Kendi vücut ölçülerinden yola çıkarak, pek çok alan-hacim hesabı yapılamamıştır.<br />

Dayanıklılık hesabı yapılamamıştır.<br />

Vücut Ölçülerinin Değiştirilmesi<br />

Kendi vücut ölçülerini 5 katına çıkararak hiçbir alan ve hacim hesabını atlamadan<br />

hatasız bir şekilde yeni dayanıklılık hesabı yapılmıştır.<br />

Kendi vücut ölçülerini 5 katına çıkararak kabul edilebilir bir yeni dayanıklılık<br />

hesabı yapılmıştır.<br />

Kendi vücut ölçülerini 5 katına çıkararak birkaç alan-hacim hesabı atlanarak<br />

hatalı bir yeni dayanıklılık hesabı yapılmıştır.<br />

Kendi vücut ölçülerini 5 katına çıkararak, pek çok alan-hacim hesabı yapılamamıştır.<br />

Yeni dayanıklılık hesabı yapılamamıştır.<br />

Bacak Kalınlığının Değiştirilmesi<br />

İlk durumdaki dayanıklılığın elde edilebilmesi için yeni durumdaki (vücut ölçüleri<br />

5 katına çıkarıldığında) bacak kalınlığının nasıl değiştirilmesi gerektiği hatasız<br />

bir şekilde hesaplanmıştır.<br />

İlk durumdaki dayanıklılığın elde edilebilmesi için yeni durumdaki (vücut ölçüleri<br />

5 katına çıkarıldığında) bacak kalınlığının nasıl değiştirilmesi gerektiği kabul<br />

edilebilir bir hatayla hesaplanmıştır.<br />

İlk durumdaki dayanıklılığın elde edilebilmesi için yeni durumdaki (vücut ölçüleri<br />

5 katına çıkarıldığında) bacak kalınlığının nasıl değiştirilmesi gerektiği birkaç<br />

hatayla hesaplanmıştır.<br />

İlk durumdaki dayanıklılığın elde edilebilmesi için yeni durumdaki (vücut ölçüleri<br />

5 katına çıkarıldığında) bacak kalınlığının nasıl değiştirilmesi gerektiği hesaplanamamıştır.<br />

257


258<br />

Karton Model Yapma<br />

Her iki durumu karşılaştırabilmek için, modeller tam olarak 1/5 oranın da küçül-<br />

4<br />

tülerek kartondan mükemmel iki insan modeli oluşturulmuştur.<br />

Her iki durumu karşılaştırabilmek için, modeller tam olarak 1/5 oranın da küçül-<br />

3<br />

tülerek kabul edilebilir bir hatayla kartondan iki insan modeli oluşturulmuştur.<br />

Her iki durumu karşılaştırabilmek için, modeller 1/5 oranın da küçültülmeye ça-<br />

2<br />

lışılmış, bir kaç hatayla kartondan iki insan modeli oluşturulmuştur.<br />

1 Kartondan istenilen insan modelleri yapılmamıştır.<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

Konunun Özetlenmesi<br />

Çalışma zamanında tamamlanmıştır. İstenilen bütün hesaplamalar tahtada hatasız<br />

bir şekilde yapılmıştır. Çalışmanın özeti yazılı bir metne bağlı kalınmadan,<br />

insan modelleri de sınıfa getirilerek mükemmel bir şekilde yapılmıştır.<br />

Çalışma zamanında tamamlanmıştır. İstenilen bütün hesaplamalar tahtada kabul<br />

edilebilir bir hatayla yapılmıştır. Çalışmanın özeti yazılı bir metne kısmen<br />

bağlı kalınarak, insan modelleri de sınıfa getirilerek yapılmıştır.<br />

Çalışma zamanında tamamlanmıştır. İstenilen bütün hesaplamalar tahtada birkaç<br />

hatayla yapılmıştır. Çalışmanın özeti, yazılı bir metne bağlı kalınarak, insan<br />

modelleri de sınıfa getirilerek yapılmıştır.<br />

Çalışma zamanında tamamlanamamıştır. İstenilen bütün hesaplamalar tahtada<br />

yapılamamıştır. Çalışmanın özeti, yazılı bir metne bağlı kalınarak yapılmıştır.<br />

İnsan modelleri sınıfa getirilmemiştir.<br />

Panonun Hazırlanması<br />

Yapılan çalışmanın amacı ve özeti, modellerin fotoğraflarıyla da desteklenerek<br />

4<br />

mükemmel bir pano hazırlanmıştır.<br />

Yapılan çalışmanın amacı ve özeti, modellerin fotoğraflarıyla da desteklenerek<br />

3<br />

bir pano hazırlanmıştır.<br />

Yapılan çalışmanın amacı ve özeti belirtilmiş fakat modellerin fotoğrafları pano-<br />

2<br />

ya yerleştirilmemiştir.<br />

1 Pano hazırlanmamıştır.


) ‟Tasarlıyorum Öğreniyorum” performans görevinin dereceli puanlama anahtarı<br />

Öğrencinin adı-soyadı :<br />

Numarası :<br />

Açıklama: Aşağıdaki dereceli puanlama anahtarı, yaptığınız çalışmayı değerlendirmek için<br />

hazırlanmıştır. Bu anahtar aynı zamanda çalışmanızda hangi ölçütlere dikkat edeceğiniz konusunda<br />

size bilgi vermektedir.<br />

Performans<br />

Düzeyi<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

Ölçüt Tanımlamaları<br />

- Bir araştırma planı yapmıştır.<br />

- Bir spor dalı belirleyerek bu spor dalı için ne tür bir malzeme üreteceğini belirtmiştir.<br />

- Neden bu spor dalını seçtiğini ayrıntılı olarak açıklamıştır.<br />

- ”Kılcallık” özelliğini, spor malzemesinin üretiminde nasıl kullanacağını çok çeşitli<br />

kaynaklardan da araştırarak açıklamıştır.<br />

- Araştırma üç sayfadan oluşan bir rapor hâline dönüştürülmüştür.<br />

- Araştırmasını yazılı bir metne bağlı kalmadan görsel araç-gereçlerle destekleyerek<br />

mükemmel bir şekilde sınıfta arkadaşlarına sunmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Bir araştırma planı yapmıştır.<br />

- Bir spor dalı belirleyerek bu spor dalı için ne tür bir malzeme üreteceğini belirtmiştir.<br />

- Neden bu spor dalını seçtiğini açıklamıştır.<br />

- ‟Kılcallık” özelliğini, spor malzemesinin üretiminde nasıl kullanacağını birkaç<br />

kaynaktan araştırarak açıklamıştır.<br />

- Araştırma üç sayfadan oluşan bir rapor hâline dönüştürülmüştür. Araştırmasını<br />

yazılı bir metne kısmen bağlı kalarak görsel araç-gereçlerle destekleyerek sınıfta<br />

arkadaşlarına sunmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Bir araştırma planı hazırlanmıştır.<br />

- Bir spor dalı belirtilmiş, fakat ne tür bir malzemenin üretileceği net belirtilmemiştir.<br />

- “Kılcallık” özelliğini nasıl kullanacağı konusunda net bir açıklama yapmamıştır.<br />

- Araştırma raporu gereksiz ayrıntılar ile doldurulmuştur.<br />

- Tek bir kaynaktan yararlanılmıştır.<br />

- Yazılı bir metne bağlı kalınarak sınıfta sunum yapılmıştır.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Bir araştırma planı yapılmamıştır.<br />

- Belirgin bir spor dalından bahsedilmemiştir.<br />

- Hazırlanan araştırma amaçlanan araştırma içeriği ile örtüşmemektedir.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmemiştir.<br />

259


c) ‟Dünyamız ve Küresel Isınma” performans görevinin dereceli puanlama anahtarı.<br />

Grubun Adı:<br />

Grubun Ödevi Sunduğu Tarih:<br />

Açıklama: Aşağıdaki dereceli puanlama anahtarı, yaptığınız çalışmayı değerlendirmek için<br />

hazırlanmıştır. Bu anahtar aynı zamanda çalışmanızda hangi ölçütlere dikkat edeceğiniz konusunda<br />

size bilgi vermektedir.<br />

Performans<br />

Düzeyi<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

260<br />

Ölçüt Tanımlamaları<br />

- Ayrıntılı bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Grupta görev paylaşımı yapılmıştır.<br />

- Bir grup sözcüsü belirlenmiştir.<br />

- Araştırma, Buzdolabının çalışmasında gazlardan nasıl yararlanılmaktadır?/<br />

küresel ısınmanın nedenleri nelerdir? Çok çeşitli kaynaklardan araştırılarak üç<br />

sayfalık bir rapor hâline dönüştürülmüştür.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar raporda belirtilmiştir.<br />

- Araştırma sonuçları görsel materyallerden de yararlanılarak sınıfta grup sözcüsü<br />

tarafından mükemmel bir şekilde sunulmuştur. Araştırma zamanında teslim<br />

edilmiştir.<br />

- Ayrıntılı bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Bir grup sözcüsü belirlenmiştir.<br />

- Grupta görev paylaşımı yapılmıştır.<br />

- Araştırma, Buzdolabının çalışmasında gazlardan nasıl yararlanılmaktadır?/<br />

Küresel ısınmanın nedenleri nelerdir? Birkaç kaynaktan araştırılarak üç sayfalık<br />

bir rapor hâline dönüştürülmüştür. Araştırmada yararlanılan kaynaklar kısmen<br />

raporda belirtilmiştir. Araştırma sonuçları görsel materyallerden de yararlanılarak<br />

sınıfta grup sözcüsü tarafından sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Bir araştırma planı hazırlanmıştır.<br />

- Grupta görev dağılımı yapılmamıştır.<br />

- Grup sözcüsü seçilmemiştir. Araştırma, Buzdolabının çalışmasında gazlardan<br />

nasıl yararlanılmaktadır?/Küresel ısınmanın nedenleri nelerdir? Araştırma, tek<br />

kaynaktan yazılmıştır.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile kısmen örtüşmektedir.<br />

- Grup sözcüsü seçilemediğinden araştırmanın sunumu tam olarak gerçekleştirilememiştir.<br />

- Araştırma gereksiz ayrıntılarla doldurulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Araştırma planı yapılmamıştır.<br />

- Bir grup sözcüsü belirlenmemiştir.<br />

- Araştırmanın içeriği amaçla örtüşmemektedir.<br />

- Araştırmanın sunumu yapılmamıştır.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmemiştir.


d) ‟Doğa ve Teknoloji” performans görevinin dereceli puanlama anahtarı.<br />

Grubun Adı:<br />

Grubun Ödevi Sunduğu Tarih:<br />

Açıklama: Aşağıdaki dereceli puanlama anahtarı, yaptığınız çalışmayı değerlendirmek için<br />

hazırlanmıştır. Bu anahtar aynı zamanda çalışmanızda hangi ölçütlere dikkat edeceğiniz konusunda<br />

size bilgi vermektedir.<br />

Performans<br />

Düzeyi<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

Ölçüt Tanımlamaları<br />

- Ayrıntılı bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Araştırma, çok çeşitli kaynaklardan araştırılarak üç sayfalık bir rapor hâline<br />

dönüştürülmüştür.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile ilgili resim ve fotoğraflarla desteklenmiştir.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile tam uyuşmaktadır.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar raporda belirtilmiştir. Araştırma sonuçları<br />

yazılı bir metne bağlı kalınmadan, görsel araç-gereçlerle desteklenerek sınıfta<br />

mükemmel bir şekilde sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Ayrıntılı bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Araştırma, birkaç kaynaktan araştırılarak üç sayfalık bir rapor hâline dönüştürülmüştür.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile ilgili resim ve fotoğraflarla desteklenmiştir.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile örtüşmektedir.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar kısmen raporda belirtilmiştir.<br />

- Araştırma sonuçları yazılı bir metne bağlı kalınmadan, görsel araç-gereçlerle<br />

desteklenerek sınıfta sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Bir araştırma planı hazırlanmıştır.<br />

- Araştırma, tek kaynaktan yazılmıştır.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile ilgili resim ve fotoğraflarla kısmen desteklenmiştir.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile kısmen örtüşmektedir.<br />

- Araştırma sonuçları yazılı bir metne bağlı kalınarak, görsel araç-gereçlerle<br />

desteklenmeden sınıfta sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Araştırma planı yapılmamıştır.<br />

- Araştırmanın içeriği amaçla örtüşmemektedir.<br />

- Araştırmanın sunumu yapılmamıştır.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmemiştir.<br />

261


f) ‟Farkında mıyız?” performans görevinin dereceli puanlama anahtarı<br />

Öğrencinin adı-soyadı :<br />

Numarası :<br />

Açıklama: Aşağıdaki dereceli puanlama anahtarı, yaptığınız çalışmayı değerlendirmek için<br />

hazırlanmıştır. Bu anahtar aynı zamanda çalışmanızda hangi ölçütlere dikkat edeceğiniz konusunda<br />

size bilgi vermektedir.<br />

Performans<br />

Ölçüt Tanımlamaları<br />

Düzeyi<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

- Ayrıntılı bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Araştırma, çok çeşitli kaynaklardan araştırılarak dört sayfalık bir rapor hâline<br />

dönüştürülmüştür.<br />

- Araştırmanın içeriği, amaç ile tam uyuşmaktadır. Cevap aranması istenen iki<br />

soruda ayrıntılı bir şekilde cevaplanmıştır.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile ilgili resim ve fotoğraflarla desteklenmiştir.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar raporda belirtilmiştir.<br />

- Araştırma sonuçları yazılı bir metne bağlı kalınmadan, görsel araç-gereçlerle<br />

desteklenerek sınıfta mükemmel bir şekilde sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Araştırma, çeşitli kaynaklardan araştırılarak dört sayfalık bir rapor hâline dönüştürülmüştür.<br />

- Araştırmanın içeriği, amaç ile uyuşmaktadır. Cevap aranması istenen iki soru<br />

kabul edilebilir düzeyde cevaplanmıştır.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile ilgili resim ve fotoğraflarla desteklenmiştir.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar raporda belirtilmiştir.<br />

- Araştırma sonuçları yazılı bir metne bağlı kalınmadan, görsel araç-gereçlerle<br />

desteklenerek sınıfta sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Araştırma, iki kaynaktan araştırılarak dört sayfalık bir rapor hâline dönüştürülmüştür.<br />

- Araştırmanın içeriği, amaç ile kısmen uyuşmaktadır. Cevap aranması istenen<br />

iki sorudan biri kısmen cevaplanabilmiştir. Diğer sorunun cevabına değinilmemiştir.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile ilgili resim ve fotoğraflarla kısmen desteklenmiştir.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar raporda belirtilmiştir.<br />

- Araştırma sonuçları yazılı bir metne bağlı kalınarak, görsel araç-gereçlerle<br />

desteklenmeden sınıfta sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Araştırma planı yapılmamıştır.<br />

- Araştırmanın içeriği amaçla örtüşmemektedir.<br />

- Araştırmanın sunumu yapılmamıştır.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmemiştir.<br />

262


g) ‟Pilleri Paralel Bağlayalım” performans görevinin dereceli puanlama anahtarı<br />

Grubun Adı :<br />

Grubun Ödevi Sunduğu Tarih :<br />

Açıklama: Aşağıdaki dereceli puanlama anahtarı, yaptığınız çalışmayı değerlendirmek için<br />

hazırlanmıştır. Bu anahtar aynı zamanda çalışmanızda hangi ölçütlere dikkat edeceğiniz konusunda<br />

size bilgi vermektedir.<br />

Performans<br />

Düzeyi<br />

Ölçüt Tanımlamaları<br />

- Ayrıntılı bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Grupta görev paylaşımı yapılmıştır.<br />

- Bir grup sözcüsü belirlenmiştir.<br />

- Araştırma, çeşitli kaynaklardan araştırılarak iki sayfalık bir rapor hâline dönüştürülmüştür.<br />

4<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile tam örtüşmektedir.<br />

- Araştırma sonuçları sınıfta diğer gruplarla birleştirilmiştir.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar raporda belirtilmiştir.<br />

- Araştırma sonuçları görsel materyallerden de yararlanılarak sınıfta grup sözcüsü<br />

tarafından yazılı bir metne bağlı kalmadan mükemmel bir şekilde sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Ayrıntılı bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Bir grup sözcüsü belirlenmiştir.<br />

- Grupta görev paylaşımı yapılmıştır.<br />

- Araştırma, birkaç kaynaktan araştırılarak iki sayfalık bir rapor hâline dönüştürülmüştür.<br />

3 - Araştırmanın içeriği konu ile örtüşmektedir.<br />

- Araştırma sonuçları sınıfta diğer gruplarla birleştirilmiştir.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar kısmen raporda belirtilmiştir.<br />

- Araştırma sonuçları görsel materyallerden de yararlanılarak sınıfta grup sözcüsü<br />

tarafından yazılı bir metne bağlı kalınmadan sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

2<br />

1<br />

- Bir araştırma planı hazırlanmıştır.<br />

- Grupta görev dağılımı yapılmamıştır.<br />

- Grup sözcüsü seçilmemiştir.<br />

- Araştırma, tek kaynaktan yazılmıştır.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile kısmen örtüşmektedir.<br />

- Araştırma sonuçları sınıfta diğer gruplarla birleştirilememiştir.<br />

- Grup sözcüsü seçilemediğinden araştırmanın sunumu tam olarak gerçekleştirilememiştir.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Araştırma planı yapılmamıştır.<br />

- Bir grup sözcüsü belirlenmemiştir.<br />

- Araştırmanın içeriği amaçla örtüşmemektedir.<br />

- Araştırmanın sunumu yapılmamıştır.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmemiştir.<br />

263


h) ‟ Bu Ne Yaman Çelişki” proje görevinin dereceli puanlama anahtarı<br />

Öğrencinin Adı-Soyadı :<br />

Numarası :<br />

Açıklama: Aşağıdaki dereceli puanlama anahtarı, yaptığınız çalışmayı değerlendirmek için<br />

hazırlanmıştır. Bu anahtar aynı zamanda çalışmanızda hangi ölçütlere dikkat edeceğiniz konusunda<br />

size bilgi vermektedir.<br />

Performans<br />

Düzeyi<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

264<br />

Ölçütler ve Ölçüt Tanımları<br />

İçerik<br />

“Çelişki” kavramı ile ilgili çok çeşitli kaynaklardan veriler toplanmıştır. Elde edilen<br />

bilgileri iyi organize ederek anlamlı sonuçlar çıkarmıştır. Metinde belirtilen<br />

çelişkiyi çözerek düşüncelerini mantıklı gerekçelerle desteklemiştir. Rapor anlaşılır<br />

biçimde Türkçe yazım kurallarına uygun olarak hazırlanmıştır. Kullanılan<br />

kaynaklar rapora yansıtılmıştır. Çalışma zamanında teslim edilmiştir.<br />

“Çelişki” kavramı ile ilgili çeşitli kaynaklardan veriler toplanmıştır. Elde edilen<br />

bilgileri organize ederek anlamlı sonuçlar çıkarmıştır. Metinde belirtilen çelişkiyi<br />

çözerek düşüncelerini kısmen mantıklı gerekçelerle desteklemiştir. Rapor anlaşılır<br />

biçimde Türkçe yazım kurallarına uygun olarak hazırlanmıştır. Kullanılan<br />

kaynaklar rapora yansıtılmıştır. Çalışma zamanında teslim edilmiştir.<br />

“Çelişki” kavramı ile ilgili iki kaynaktan veri toplanmıştır. Elde edilen bilgileri kısmen<br />

organize ederek sonuçlar çıkarmıştır. Metinde belirtilen çelişkiyi kısmen<br />

çözerek düşüncelerini aktarmıştır. Rapor anlaşılır bir şekilde yazılmamıştır.<br />

Türkçe yazım kurallarına tam olarak uyulmamıştır. Kullanılan kaynaklar rapora<br />

yansıtılmıştır. Çalışma zamanında teslim edilmiştir.<br />

“Çelişki” kavramı ile ilgili toplanan veriler bilimsel değildir. Tek kaynaktan veri<br />

toplanmıştır. Metinde belirtilen çelişkiye açıklık getirilememiştir. Rapor anlaşılır<br />

değildir. Raporda çok fazla Türkçe yazım hatası yapılmıştır. Çalışma zamanında<br />

teslim edilmemiştir.<br />

Düşünce Etkinliğinin Düzenlenmesi<br />

Düşünce etkinliğinde nasıl bir yol izleyeceğini ayrıntılı bir şekilde anlatmıştır.<br />

Kurgulanan etkinlik amaçla tam olarak örtüşmektedir. Etkinliğin sonucunda metinde<br />

belirtilen çelişkiyi nasıl çözdüğünü mantıklı gerekçeler sunarak mükemmel<br />

bir şekilde açıklamıştır.<br />

Düşünce etkinliğinde nasıl bir yol izleyeceğini anlatmıştır. Kurgulanan etkinlik<br />

amaçla kısmen uyuşmaktadır. Etkinliğin sonucunda metinde belirtilen çelişkiyi<br />

nasıl çözdüğünü mantıklı gerekçeler sunarak açıklamaya çalışmıştır.<br />

Düşünce etkinliğini tam olarak kurgulayamamıştır. Etkinliğin sonucunda metinde<br />

belirtilen çelişkiye kısmen mantıklı bir açıklama getirmiştir.<br />

Düşünce etkinliğini doğru olarak kurgulayamamıştır. Kurgulanan etkinlik ile<br />

amaç örtüşmemektedir. Etkinlik sonucunda metinde belirtilen çelişkiye bir açıklama<br />

getirilememiştir.


4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

Sunum<br />

Sunumu hedefe yönelik materyallerle destekleyerek verilen sürede tamamladı.<br />

Çalışmayı dinleyicilerin dikkatini çekebilecek şekilde sundu. Sunum esnasında<br />

sesini ve beden dilini mükemmel kullandı.<br />

Sunumu hedefe yönelik materyallerle destekleyerek verilen sürede tamamladı.<br />

Çalışmayı dinleyicilerin dikkatini çekebilecek şekilde sundu. Sunum esnasında<br />

sesini ve beden dilini kısmen etkili kullanabildi.<br />

Sunumu hedefe yönelik materyallerle destekleyerek verilen sürede tamamladı.<br />

Sunumu esnasında dinleyicilerin dikkatini çekemedi. Sunum esnasında sesini<br />

ve beden dilini etkili kullanamadı.<br />

Sunumu hedefe yönelik materyallerle destekleyerek verilen sürede tamamlayamadı<br />

Sunumu esnasında dinleyicilerin dikkatini çekemedi. Sunum esnasında<br />

sesini ve beden dilini etkili kullanamadı.<br />

265


ı) ‟Frekansları Karıştırıyorum” performans görevinin dereceli puanlama anahtarı<br />

Grubun Adı :<br />

Grubun Ödevi Sunduğu Tarih :<br />

Açıklama: Aşağıdaki dereceli puanlama anahtarı, yaptığınız çalışmayı değerlendirmek için<br />

hazırlanmıştır. Bu anahtar aynı zamanda çalışmanızda hangi ölçütlere dikkat edeceğiniz konusunda<br />

size bilgi vermektedir.<br />

Performans<br />

Ölçüt Tanımlamaları<br />

Düzeyi<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

- Ayrıntılı bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Grupta görev paylaşımı yapılmıştır.<br />

- Bir grup temsilcisi belirlenmiştir.<br />

- Araştırma, çeşitli kaynaklardan araştırılarak bir rapor hâline dönüştürülmüştür.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile tam örtüşmektedir.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar raporda belirtilmiştir.<br />

- Araştırma sonuçları sınıfta grup sözcüsü tarafından Powerpoint sunusu hâlinde<br />

mükemmel bir şekilde sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Ayrıntılı bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Grupta görev paylaşımı yapılmıştır.<br />

- Bir grup temsilcisi belirlenmiştir.<br />

- Araştırma, çeşitli kaynaklardan araştırılarak bir rapor hâline dönüştürülmüştür.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile örtüşmektedir.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar raporda belirtilmiştir.<br />

- Araştırma sonuçları sınıfta grup sözcüsü tarafından Powerpoint sunusu hâlinde<br />

sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Bir araştırma planı hazırlanmıştır.<br />

- Grupta görev dağılımı yapılmamıştır.<br />

- Grup temsilcisi seçilmemiştir.<br />

- Araştırma, tek kaynaktan yazılmıştır.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile kısmen örtüşmektedir.<br />

- Grup sözcüsü seçilemediğinden araştırmanın sunumu tam olarak gerçekleştirilememiştir.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Araştırma planı yapılmamıştır.<br />

- Bir grup temsilcisi belirlenmemiştir.<br />

- Araştırmanın içeriği amaçla örtüşmemektedir.<br />

- Araştırma sonuçları Powerpoint sunusuna dönüştürülmemiştir. Yazılı bir metne<br />

bağlı kalınarak özetlenmiştir.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmemiştir.<br />

266


i) ‟Dalgalardan Elektrik Üretiyorum” performans görevinin dereceli puanlama anahtarı<br />

Öğrencinin Adı-Soyadı :<br />

Numarası :<br />

Açıklama: Aşağıdaki dereceli puanlama anahtarı, yaptığınız çalışmayı değerlendirmek için hazırlanmıştır.<br />

Bu anahtar aynı zamanda çalışmanızda hangi ölçütlere dikkat edeceğiniz konusunda<br />

size bilgi vermektedir.<br />

Performans<br />

Düzeyi<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

Ölçüt Tanımlamaları<br />

- Ayrıntılı bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Araştırma, çok çeşitli kaynaklardan araştırılarak dört sayfalık bir rapor hâline<br />

dönüştürülmüştür.<br />

- Araştırmanın içeriği, amaç ile tam uyuşmaktadır. Araştırmanın içeriği konu ile<br />

ilgili resim ve fotoğraflarla desteklenmiştir.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar raporda belirtilmiştir.<br />

- Araştırma sonuçları powerpoint sunusuna dönüştürülerek sınıfta mükemmel bir<br />

şekilde sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Araştırma, çeşitli kaynaklardan araştırılarak dört sayfalık bir rapor hâline dönüştürülmüştür.<br />

- Araştırmanın içeriği, amaç ile uyuşmaktadır. Araştırmanın içeriği konu ile ilgili<br />

resim ve fotoğraflarla desteklenmiştir.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar raporda belirtilmiştir.<br />

- Araştırma sonuçları powerpoint sunusuna dönüştürülerek sınıfta sunulmuştur.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Bir araştırma planı yapılmıştır.<br />

- Araştırma, iki kaynaktan araştırılarak dört sayfalık bir rapor hâline dönüştürülmüştür.<br />

- Araştırmanın içeriği, amaç ile kısmen uyuşmaktadır.<br />

- Araştırmanın içeriği konu ile ilgili resim ve fotoğraflarla kısmen desteklenmiştir.<br />

- Araştırmada yararlanılan kaynaklar raporda belirtilmiştir.<br />

- Araştırma sonuçları yazılı bir metne bağlı kalınarak özetlenmiştir. Powerpoint<br />

sunusu kısmen yapılabilmiştir.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmiştir.<br />

- Araştırma planı yapılmamıştır.<br />

- Araştırmanın içeriği amaçla örtüşmemektedir.<br />

- Araştırmanın sunumu yapılmamıştır.<br />

- Araştırma zamanında teslim edilmemiştir.<br />

267


EK - 2: ÖZ DEĞERLENDİRME FORMU<br />

Bu form yaptığınız çalışmada kendinizi değerlendirmeniz için hazırlanmıştır. Çalışmalarınızı en<br />

doğru yansıtan seçeneğe (x) işareti koyunuz. Daha sonraki üç soruda ise (9,10,11) cevaplarınızı boş<br />

bırakılan yerlere yazınız. Bu form sonuçları hiçbir şekilde not vermek amacıyla kullanılmayacaktır. Bu<br />

nedenle sorulara içtenlikle cevap veriniz.<br />

Öğrencinin Adı-Soyadı :<br />

Çalışmanın Adı :<br />

Değerlendirme Tarihi :<br />

Davranış ve Tutumlar<br />

1. Çalışmamı planlı bir şekilde yaptım.<br />

2. Çalışmamı zamanında tamamladım.<br />

3. Arkadaşlarımın anlattıklarını ve önerilerini<br />

dinledim.<br />

4. Anlamadığım yerlerde sorular sordum.<br />

5. Grup arkadaşlarıma çalışmalarında destek<br />

oldum.<br />

6. Grup çalışmalarında üzerime düşen görevleri<br />

yerine getirdim.<br />

7. Çalışmalarımı çeşitli kaynaklardan araştırmaya<br />

özen gösterdim.<br />

8. Çalışmalarımı sunarken görsel araç-gereç<br />

kullanmaya özen gösterdim.<br />

268<br />

Dereceler<br />

Her zaman Genellikle Bazen Hiçbir zaman<br />

9. Bu çalışmayı yaparken karşılaştığım en büyük problem:<br />

………………………………………………………………………………………………………………<br />

…………………………………………………………………………………………………………………<br />

…………………………………………….................................................................................................<br />

10. Bu çalışmadan öğrendiklerim:<br />

………………………………………………………………………………………………………………<br />

…………………………………………………………………………………………………………………<br />

…………………………………………….................................................................................................<br />

11. Bu çalışmayı tekrar yapacak olsaydım:<br />

………………………………………………………………………………………………………………<br />

…………………………………………………………………………………………………………………<br />

…………………………………………….................................................................................................


EK - 3: GRUP DEĞERLENDİRME FORMU<br />

Aşağıdaki tablo grubunuzu en iyi şekilde ifade etmeniz için hazırlanmıştır. Çalışmalarınız sonrasında<br />

grup üyeleriyle bir araya gelerek grubunuzu en iyi yansıtan seçeneğe (x) işareti koyunuz.<br />

Not: Bu form sonuçlarında sizlere herhangi bir not verilmeyecektir. Lütfen içtenlikle cevaplayınız.<br />

Yapılan Çalışmanın Adı :<br />

Sınıf :<br />

Değerlendirilecek Tutum ve Davranışlar<br />

1. Araştırmamız için bir plan yaptık.<br />

2. Görev dağılımı yaptık.<br />

3. Görüşlerimizi rahatlıkla paylaştık.<br />

4. Grupta uyum içerisinde çalıştık.<br />

5. Sorumluluklarımızı tam anlamıyla yerine getirdik.<br />

6. Grupta birbirimize güvenerek çalıştık.<br />

7. Çalışmalarımız sırasında birbirimizi cesaretlendirdik.<br />

8. Çalışmalarımızı planladığımız sürede bitirdik.<br />

269<br />

Performans Düzeyi<br />

Her zaman Bazen Hiçbir zaman<br />

Çalışma Hakkında Genel Yorumlar :<br />

...............................................................................................................................................<br />

...............................................................................................................................................<br />

...............................................................................................................................................<br />

...............................................................................................................................................<br />

...............................................................................................................................................


EK - 4: GRUP ÇALIŞMALARINA İLİŞKİN GRUP İÇİ DEĞERLENDİRME FORMU<br />

Bu form, grup çalışmalarınızda grup arkadaşlarınızla yaptığınız çalışmaların daha etkili ve nitelikli<br />

olması için size uygulamalarınız hakkında geri bildirim sağlayacaktır. Aşağıda gözlemlemeniz<br />

beklenen davranışlara ilişkin ölçütler verilmiştir. Kendinizi ve grup arkadaşlarınızı aşağıda verilen<br />

ölçütleri dikkate alarak 1-4 arası düzeyinde değerlendiriniz. Bu form sonuçları hiçbir şekilde not vermek<br />

amacıyla kullanılmayacaktır. Bu nedenle sorulara içtenlikle cevap veriniz.<br />

Değerlendirmeyi Yapan Öğrencinin Adı-Soyadı :<br />

Değerlendirmenin Yapıldığı Tarih :<br />

Gözlenen Davranışlar<br />

270<br />

Ben<br />

Grup Üyelerinin İsimleri<br />

4 (Her zaman) 3 (Genellikle) 2 (Bazen) 1 (Hiçbir zaman)<br />

Proje Çalışması<br />

Kendi üzerine düşen görevi zamanında başarıyla yaptı.<br />

Grubun genel olarak öğrenimini destekledi. Gruptaki görev<br />

dağılımına uydu.<br />

İsteklilik ve Çaba<br />

Çalışma toplantılarına hazırlıklı ve zamanında geldi. Görevler<br />

için gönüllü oldu ve kendi görevi dışındaki çalışmalar için<br />

de yapıcı öneriler sundu.<br />

Takım Davranışı<br />

Grup arkadaşlarına saygı duyuyor. Yeni görüş ve fikirlere<br />

olumlu katkılarda bulunuyor. Diğer grup arkadaşlarını küçük<br />

düşürecek ve geri plana itecek davranışlarda bulunmuyor.<br />

İletişim ve sorunların çözümü<br />

Grupla birlikte karar veriyor. Sorunları çözmek için etkili ve<br />

doğru yöntemleri seçiyor. Grupla iyi iletişim kuruyor. Grubun<br />

sorunlarını gecikmeden gündeme getiriyor. Grup arkadaşlarına<br />

zamanında ve etkili geribildirimde bulunuyor.<br />

Öğrencinin Grup Çalışması Hakkındaki Yorumları:<br />

1. Arkadaşım<br />

II. Arkadaşım<br />

III. Arkadaşım<br />

IV. Arkadaşım<br />

V. Arkadaşım


EK - 5: Problem Çözme Becerileri<br />

1. Araştırılacak bir problem belirler ve bu problemi çözmek için plan yapar.<br />

a. Çözülecek problemi tanımlar.<br />

b. Ön bilgi ve deneyimlerini de kullanarak araştırmaya başlamak için çeşitli<br />

kaynaklardan bilgi toplar.<br />

c. Bilimsel bilgi ile görüş ve değerleri birbirinden ayırt eder.<br />

d. Belirlediği problem için test edilebilir bir hipotez kurar.<br />

e. Söz konusu problem veya araştırmadaki bağımlı, bağımsız ve kontrol edilen<br />

değişkenleri belirler.<br />

f. Değişkenlerin ölçüleceği uygun ölçüm aracını belirler.<br />

g. Problem için uygun bir çözüm tasarlar.<br />

2. Belirlediği problemin çözümü için deney yapar ve veri toplar.<br />

a. Uygun deney malzemelerini veya araç-gereçlerini tanır ve güvenli bir şekilde<br />

kullanır.<br />

b. Gerektiğinde amacını gerçekleştirecek araçlar tasarlar.<br />

c. Kurduğu hipotezi sınamaya yönelik düzenekler kurar.<br />

d. Hipotez test etme sürecinde kontrol edilen değişkenleri sabit tutarken,<br />

bağımsız değişkenin bağımlı değişken üzerindeki etkisini ölçer.<br />

e. Ölçümlerindeki hata oranını azaltmak için yeterli sayıda ölçüm yapar.<br />

f. Gözlem ve ölçümleri sonucunda elde edilen verileri düzenli bir biçimde<br />

birimleriyle kaydeder.<br />

3. Problemin çözümü için elde ettiği verileri işler ve yorumlar.<br />

a. Deney ve gözlemlerden toplanan verileri tablo, grafik, istatistiksel yöntemler<br />

veya matematiksel işlemler kullanarak analiz eder.<br />

b. Analiz ve modelleme sürecinde sayısal işlem yaparken hesap makinesi,<br />

hesap çizelgesi, grafik programı vb. araçları kullanır.<br />

c. Verilerin analizi sonucunda ulaştığı bulguları matematiksel eşitlikler gibi<br />

modellerle ifade eder.<br />

d. Bulguları veya oluşturulan modeli yorumlar.<br />

e. Oluşturulan modeli değişik problemlerin çözümüne uyarlar.<br />

f. Problem çözümü esnasında yapılabilecek olası hata kaynaklarının farkına<br />

varır.<br />

g. Problem çözümlerinde matematiksel işlemleri kullanmayı yaşam tarzı hâline<br />

getirir.<br />

h. Araştırmanın sınırlılıklarını sonucu yorumlamada kullanır.<br />

i. Kendi bulgularını diğer bulgularla karşılaştırarak aralarında ilişki kurar.<br />

271


EK - 6: Bilişim ve İletişim Becerileri<br />

1. Bilgiyi arar, bulur ve uygun olanı seçer.<br />

a. Farklı bilgi kaynaklarını kullanır.<br />

b. Bilgi kaynaklarının güvenilir ve geçerli olup olmadığını kontrol eder.<br />

c. Çoklu arama kriterleri kullanır.<br />

d. Amacına uygun bilgiyi arar, bulur ve seçer.<br />

e. Bilişim becerilerini kullanacağı bir strateji geliştirir.<br />

2. Amacına uygun bilgi geliştirir.<br />

a. Bilgileri sentezler ve yeni bilgiler elde eder.<br />

b. Geliştirdiği stratejileri amaca uygun şekilde uyarlar.<br />

c. Geliştirdiği stratejinin uygulama sürecini değerlendirir.<br />

3. Bilgiyi en etkin şekilde sunar.<br />

a. Çıktıların doğru olduğu ve amaca uygun sunumlar hazırlar.<br />

b. Sunum hazırlarken metin, sayı, resim, grafik, şema veya tablo gibi mümkün<br />

olduğunca farklı formatları kullanır.<br />

c. Uygun teknolojik ortam ve ürünleri (İnternet, bilgisayar, projeksiyon, tepegöz,<br />

slayt, hologram, video vb.) kullanarak etkili bir sunum yapar.<br />

4. İletişim becerileri geliştirir.<br />

a. <strong>Fizik</strong>le ilgili konuşmaları dikkatli bir şekilde ve ilgiyle dinler.<br />

b. <strong>Fizik</strong> kavram, terim ve yasalarını içeren makale veya diğer yazılı<br />

materyalleri okur ve anlar.<br />

c. <strong>Fizik</strong>le ilgili iletişimlerinde (sözlü, yazılı, görsel vb.) uygun terminolojileri<br />

kullanır.<br />

d. Karmaşık bilgileri açık, anlaşılır ve öz olarak ifade eder.<br />

e. İletişim sürecinin etkililiğini değerlendirir.<br />

5. Temel bilgisayar becerileri geliştirir.<br />

a. <strong>Fizik</strong>le ilgili uygulamalar için gerekli olan donanım becerilerini geliştirir.<br />

b. <strong>Fizik</strong>le ilgili yazılımların etkin bir şekilde kullanımı için işletim sistemi<br />

becerilerini geliştirir.<br />

c. <strong>Fizik</strong>le ilgili verileri işlemek ve sunmak için uygun ofis uygulamalarını (kelime<br />

işlemci, hesap çizelgesi, sunumcu, veri tabanı vb.) kullanır.<br />

d. Fiziğin öğrenilmesi ve öğretilmesi amacıyla geliştirilmiş paket programları<br />

kullanır.<br />

e. <strong>Fizik</strong> alanında bilgiye ulaşma, geliştirme ve paylaşmada gerekli İnternet<br />

becerilerini geliştirir.<br />

f. Soyut kavramları somutlaştırmak; pahalı, tehlikeli ve zor olan fiziksel<br />

etkinlikleri canlandırmak için basit simülasyon ve animasyonlar hazırlar.<br />

272


EK - 7: <strong>Fizik</strong>-Teknoloji-Toplum-Çevre Kazanımları<br />

1. <strong>Fizik</strong> ve teknolojinin doğasını anlar.<br />

a. Fiziği tanımlar ve evrendeki olayları anlamaya yardımcı temel bilimlerden biri<br />

olduğunu kavrar.<br />

b. <strong>Fizik</strong> biliminin sınanabilir, sorgulanabilir, yanlışlanabilir ve delillere<br />

dayandırılabilir bir yapısı olduğunu anlar.<br />

c. <strong>Fizik</strong> bilimindeki bilgilerin ivmeli bir şekilde arttığını fark eder.<br />

d. <strong>Fizik</strong> bilimindeki bilimsel bir bilginin her zaman mutlak doğru olmadığının;<br />

belli şartlar ve sınırlılıklar içinde geçerli olduğunun farkına varır.<br />

e. <strong>Fizik</strong> bilimindeki bilimsel bilginin değişiminde delillerin, teorilerin ve/veya<br />

paradigmaların (bilim insanları tarafından ortaklaşa kabul edilen görüşlerin)<br />

rolünü açıklar.<br />

f. <strong>Fizik</strong> bilimindeki bilimsel bilginin değişiminin genellikle sürekli olduğunu fakat<br />

bazen de aradigma kayması şeklinde olabileceğini fark eder.<br />

g. Yeni bir delil ortaya çıktığında mevcut bilimsel bilginin test edilerek<br />

sınırlandığını, düzeltildiğini veya yenilendiğini fark eder.<br />

h. Anahtar fizik kavramlarının farkına varır (değişim, etkileşim, kuvvet, alan,<br />

korunum, ölçme, olasılık, kesinlik, ölçek, denge, madde-enerji ilişkisi, uzayzaman<br />

yapısı, rezonans, entropi vb...).<br />

i. <strong>Fizik</strong> ile felsefe arasındaki ilişkiyi inceler.<br />

j. Teknolojiyi tanımlar ve teknolojik değişimin farkına varır.<br />

k. Teknolojik tasarımın bir süreç olduğunu ve çeşitli aşamalardan (tasarım<br />

özelliklerini belirlemek, ön-tasarım yapmak, iş bölümü yapmak, model ve<br />

simülasyondan faydalanmak, deneme üretimi ve ürünün değerlendirilmesi gibi)<br />

oluştuğunu anlar.<br />

l. Teknolojinin kendi başına ne iyi ne de kötü olduğunu ancak ürünlerin ve<br />

sistemlerin kullanımı hakkındaki kararların istendik veya istenmedik sonuçlara<br />

yol açabileceğini fark eder ve örneklerle açıklar.<br />

m. İşlev, güvenlik, maliyet, estetik ve çevresel etkiler vb. açılardan hiçbir<br />

teknolojik tasarımın mükemmel olmadığını; kullanılan materyallerin özellikleri ve<br />

doğa kanunlarının teknoloji ürünlerini sınırlandırdığını anlar.<br />

n. <strong>Fizik</strong> ve teknolojiye farklı kültürlerden birçok kadın ve erkeğin katkıda<br />

bulunduğunu farkına varır.<br />

o. Fiziğin ve teknolojinin ilerlemesinde sürekli test etmenin, gözden geçirmenin<br />

ve eleştirmenin rolünü değerlendirir.<br />

p. Bilimsel ve teknolojik uygulamalar açısından fiziğin diğer bilim dallarıyla<br />

bağlantısını kurar.<br />

2. <strong>Fizik</strong> ve teknolojinin birbirini nasıl etkilediğini analiz eder.<br />

a. <strong>Fizik</strong> ve teknoloji arasındaki etkileşimin tarihsel gelişimini inceler.<br />

b. Teknolojik bir yeniliğin, <strong>Fizik</strong> bilimindeki bilimsel bilgilerin gelişmesine yaptığı<br />

katkıyı örneklerle belirler ve açıklar.<br />

c. <strong>Fizik</strong>teki, bilimsel bir bilginin teknolojinin gelişmesine yaptığı katkıyı<br />

273


örneklerle belirler ve açıklar.<br />

d. Günlük yaşamdaki problemlerin çözümünde fizik ve teknoloji arasındaki<br />

ilişkinin önemini kavrar.<br />

e. Günlük yaşamda kullanılan teknolojik ürünlerin çalışma prensiplerini ve/veya<br />

işlevini bilimsel bilgiyi kullanarak açıklar.<br />

f. Teknolojik bir tasarım yapar ve bu süreçte kullanılan bilimsel bilgiyi açıklar.<br />

3. <strong>Fizik</strong> ve teknolojinin birey, toplum ve çevre ile etkileşimini analiz eder.<br />

a. Bireyin, toplumun ve çevrenin fizik ve teknolojiyi nasıl etkilediğini açıklar.<br />

b. <strong>Fizik</strong> ve teknolojinin birey, toplum ve çevre üzerindeki (sosyal, kültürel,<br />

ekonomik, politik, ahlaki vb. konularda) geçmiş, günümüz ve gelecekteki olumlu<br />

ve olumsuz etkilerini inceler.<br />

c. Teknolojinin olumsuz etkilerine yine fizik ve teknolojideki gelişmelerle önlem<br />

alınabileceğini, bu etkilerin azaltılabileceğini veya giderilebileceğini anlar.<br />

d. Bireyin, toplumun ve çevrenin geleceğini etkileyebilecek fizik ve teknoloji<br />

temelli güncel tartışmalara katılır.<br />

e. Teknolojinin sağladığı faydaları; ekonomik, çevre ve sosyal maliyetleri<br />

dengelemesi bakımından karşılaştırır.<br />

f. <strong>Fizik</strong> biliminin uygulamaları ile etik değerler arasındaki ilişkiyi inceler.<br />

g. <strong>Fizik</strong> bilimindeki bilimsel fikirlerin ve uygulamalarının benimsenmesinde<br />

toplum içinde farklı görüşlerin olabileceğini fark eder.<br />

h. Çevre sorunlarında karar verilirken fizik bilimi ve teknolojinin toplum tarafından<br />

nasıl kullanıldığını gözlemler.<br />

i. <strong>Fizik</strong> bilimi ve teknolojideki araştırma projelerine kaynak sağlanmasının<br />

öneminden ve koşullarından haberdar olur.<br />

j. <strong>Fizik</strong> ve teknoloji temelli meslekler ile öğrendikleri fizik konuları arasında<br />

bağlantı kurar.<br />

k. Birey, toplum ve çevre ihtiyaçlarını dikkate alarak daha iyi bir yaşam için ilgili<br />

sosyal sorunlara fizik bilimi ve teknolojiyi kullanarak çözüm önerir.<br />

l. Birey, toplum ve çevre ile ilgili problemlere çözüm ararken bazı konularda şu<br />

anki fizik ve teknoloji bilgisinin yetersiz kaldığına örnekler verir.<br />

m. Uygun iletişim ortamlarından (kongre, toplantı, seminer, İnternet, televizyon,<br />

radyo vb.) faydalanılarak bilimsel ya da teknolojik sonuçları paylaşmanın<br />

önemini açıklar.<br />

n. <strong>Fizik</strong> ve teknolojideki önemli bir kilometre taşının, bilim dünyasını ve toplumu<br />

nasıl değiştirdiğini açıklar.<br />

o. Toplumların fizik ve teknolojik gelişmelerde rekabet içinde olduğunu fark eder.<br />

p. <strong>Fizik</strong> ve teknolojiye ülkemizin katkısını açıklar.<br />

r. Alet ve cihazların güvenli kullanımı için gerekli temel ilkeleri bilir.<br />

s. Ulusal ve uluslararası kalite tescil kuruluşlarının görevlerini bilir ve bunların<br />

ürünler üzerinde kullanılan ilgili sembollerini tanır.<br />

274


EK - 8: Tutum ve Değerler<br />

1. Kendine ve diğerlerine karşı olumlu tutum ve değerler geliştirir.<br />

a. İlgili, meraklı, içten, dürüst, açık fikirli ve girişimcidir/yaratıcıdır.<br />

b. Dışarıdan gelen yapıcı eleştirilere açıktır ve gerekeni yapar.<br />

c. Delillere göre karar verir.<br />

d. Kendisinin ve diğerlerinin yaptığı işi tarafsız ve eleştirel olarak değerlendirir.<br />

e. Uzun zamanlı hedeflere ulaşmak için kısa zamanlı hedefler belirler ve ulaşıp<br />

ulaşmadığını kontrol eder.<br />

f. Verimli çalışma becerileri geliştirir.<br />

g. Toplu olarak nasıl çalışılacağını planlar, gelişmelerin plana uygun olup<br />

olmadığını kontrol eder ve gerekiyorsa planları değiştirir.<br />

h. Gerektiğinde başkalarına yardım önerir veya yardım talep eder.<br />

i. Diğerlerinin görüşlerini dinler ve değer verir.<br />

j. Bilim insanlarının çalışmalarına değer verir.<br />

k. Bireysel olarak ve/veya diğerleri ile işbirliği içerisinde çalışır.<br />

l. Bireysel ve grup çalışmalarında kendi sorumluluklarını yerine getirir.<br />

m. Kendisinin ve diğerlerinin güvenliğine dikkat eder ve özen gösterir.<br />

2. Fiziğe ve dünyaya karşı olumlu tutum ve değerler geliştirir.<br />

a. <strong>Fizik</strong>teki gelişmeleri takip ve taktir eder.<br />

b. Fiziğin ve teknolojinin bugünkü sınırlılıklarını bilir ve ona göre davranır.<br />

c. Yaşamındaki olaylarla ilgili karar verirken gerektiğinde fizikte öğrendiklerini<br />

uygular.<br />

d. <strong>Fizik</strong>teki gelişmelerin günlük yaşamımızdaki uygulamalarından dolayı<br />

çevresel, ekonomik ve sosyal sonuçlarından haberdar olur.<br />

e. Bir çok meslek dalının fizik bilgisi içerdiği gerçeğinden yola çıkarak fiziğe<br />

değer verir.<br />

f. Ülkemizin kalkınmasında bilim ve teknolojinin önemini fark ederek bunları<br />

geliştirmek için kendini sorumlu hisseder.<br />

g. Çevresindeki canlı ve cansız varlıkları korur.<br />

h. Kaynakları tasarruflu kullanır ve/veya bu konuda başkalarını uyarır.<br />

3. Yaşam boyu öğrenmeye karşı olumlu tutum ve değerler geliştirir.<br />

a. Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliğinin farkına vararak sürekli öğrenmeye<br />

istek olur.<br />

b. Yaşam boyu öğrenmeye yönelik alışkanlıklar geliştirir.<br />

c. Bilimsel bilgininin sürekli geliştiğinin ve dolayısıyla kendi bilgilerini de sürekli<br />

geliştirmesi gerektiğinin farkına varır.<br />

d. Hedefine ulaşmak için yeni denemeler yapmakta ısrarcıdır.<br />

e. Öğrenme sürecinde karşılaştığı zorluklardan morali bozulmaz, bu zorlukları<br />

aşmaya çalışır.<br />

f. Öğrenmeyi öğrenir ve öğrenmekten zevk alır.<br />

g. Öğrenmekten veya öğrenmemekten öncelikle kendisini sorumlu tutar.<br />

275


KİTAPTA KULLANILAN SEMBOLLER<br />

SEMBOL OKUNUŞU<br />

α<br />

β<br />

δ, ∆<br />

ε<br />

φ, Ф<br />

γ<br />

λ<br />

μ<br />

ν<br />

ω, Ω<br />

π<br />

ϱ, ρ<br />

σ, Σ<br />

θ<br />

276<br />

Alfa<br />

Beta<br />

Delta<br />

Epsilon<br />

Fi<br />

Gama<br />

Lamda<br />

Mü<br />

Nü<br />

Omega<br />

Pi<br />

Ro<br />

Sigma<br />

Teta


KİTAPTA KULLANILAN SABİTLER<br />

NİCELİK SEMBOL YAKLAŞIK DEĞERİ<br />

Işık hızı c 3,0∙10 8 m/s<br />

Elektronun yükü e -1,6∙10 -19 C<br />

Elektronun durgun kütlesi m e 9,1∙10 -31 kg<br />

Protonun durgun kütlesi m p 1,67∙10 -27 kg<br />

Coulomb sabiti k 9∙10 9 N∙m 2 /C 2<br />

Compton dalga boyu λ c 0,024 Å<br />

277


BİRİMLERİN STANDART KISALTMALARI VE SEMBOLLERİ<br />

SEMBOL YAZILIŞI SEMBOL YAZILIŞI<br />

A amper kcal kilokalori<br />

Å angstrom lm lümen<br />

cd candela lx lüks<br />

C coulomb MeV megaelektronvolt<br />

dak dakika m metre<br />

dev devir N newton<br />

eV elektronvolt h saat<br />

g gram s saniye<br />

Hz hertz o C derece selsiyus<br />

J joule T tesla<br />

cal kalori V volt<br />

K kelvin W watt<br />

kg kilogram Wb weber<br />

278


UZUNLUK BİRİMLERİ<br />

Birimi Sembolü<br />

Metre cinsinden<br />

değeri<br />

1 angstrom Å 10 -10 m<br />

1 mikron μ 10 -6 m<br />

1 milimetre mm 10 -3 m<br />

1 santimetre cm 10 -2 m<br />

1 desimetre dm 10 -1 m<br />

1 metre m 10 o m<br />

1 dekametre dam 10 1 m<br />

1 hektometre hm 10 2 m<br />

1 kilometre km 10 3 m<br />

1 megametre Mm 10 6 m<br />

279


280<br />

KATLAR VE ASKATLAR<br />

Ön ek Sembol Büyüklük (çarpan)<br />

Piko p 10 -12<br />

Nano n 10 -9<br />

Mikro μ 10 -6<br />

Mili m 10 -3<br />

Santi c 10 -2<br />

Desi d 10 -1<br />

Deka da 10 1<br />

Hekto h 10 2<br />

Kilo k 10 3<br />

Mega M 10 6<br />

Giga G 10 9<br />

Tera T 10 12


AÇI<br />

DERECE RADYAN<br />

SİN COS TAN<br />

0 0,000 0,000 1,000 0,000<br />

1 0,017 0,017 1,000 0,017<br />

2 0,035 0,035 0,999 0,035<br />

3 0,052 0,052 0,999 0,052<br />

4 0,070 0,070 0,998 0,070<br />

5 0,087 0,087 0,996 0,087<br />

6 0,105 0,105 0,995 0,105<br />

7 0,122 0,122 0,993 0,123<br />

8 0,140 0,139 0,990 0,141<br />

9 0,157 0,156 0,988 0,158<br />

10 0,175 0,174 0,985 0,176<br />

11 0,192 0,191 0,982 0,194<br />

12 0,209 0,208 0,978 0,213<br />

13 0,227 0,225 0,974 0,231<br />

14 0,244 0,242 0,970 0,249<br />

15 0,262 0,259 0,966 0,268<br />

16 0,279 0,276 0,961 0,287<br />

17 0,297 0,292 0,956 0,306<br />

18 0,314 0,309 0,951 0,325<br />

19 0,332 0,326 0,946 0,344<br />

20 0,349 0,342 0,940 0,364<br />

21 0,367 0,358 0,934 0,384<br />

22 0,384 0,375 0,927 0,404<br />

23 0,401 0,391 0,921 0,424<br />

24 0,419 0,407 0,914 0,445<br />

25 0,436 0,423 0,906 0,466<br />

26 0,454 0,438 0,899 0,488<br />

27 0,471 0,454 0,891 0,510<br />

28 0,489 0,469 0,883 0,532<br />

29 0,506 0,485 0,875 0,554<br />

30 0,524 0,500 0,866 0,577<br />

31 0,541 0,515 0,857 0,601<br />

32 0,559 0,530 0,848 0,625<br />

33 0,576 0,545 0,839 0,649<br />

34 0,593 0,559 0,829 0,675<br />

35 0,611 0,574 0,819 0,700<br />

36 0,628 0,588 0,809 0,727<br />

37 0,646 0,602 0,799 0,754<br />

38 0,663 0,616 0,788 0,781<br />

39 0,681 0,629 0,777 0,810<br />

40 0,698 0,643 0,766 0,839<br />

41 0,716 0,656 0,755 0,869<br />

42 0,733 0,669 0,743 0,900<br />

43 0,750 0,682 0,731 0,933<br />

44 0,768 0,695 0,719 0,966<br />

45 0,785 0,707 0,707 1,000<br />

TRİGONOMETRİK CETVEL<br />

AÇI<br />

DERECE RADYAN<br />

281<br />

SİN COS TAN<br />

46 0,803 0,719 0,695 1,036<br />

47 0,820 0,731 0,682 1,072<br />

48 0,838 0,743 0,669 1,111<br />

49 0,855 0,755 0,656 1,150<br />

50 0,873 0,766 0,643 1,192<br />

51 0,890 0,777 0,629 1,235<br />

52 0,908 0,788 0,616 1,280<br />

53 0,925 0,799 0,602 1,327<br />

54 0,942 0,809 0,588 1,376<br />

55 0,960 0,819 0,574 1,428<br />

56 0,977 0,829 0,559 1,483<br />

57 0,995 0,839 0,545 1,540<br />

58 1,012 0,848 0,530 1,600<br />

59 1,030 0,857 0,515 1,664<br />

60 1,047 0,866 0,500 1,732<br />

61 1,065 0,875 0,485 1,804<br />

62 1,082 0,883 0,469 1,881<br />

63 1,100 0,891 0,454 1,963<br />

64 1,117 0,899 0,438 2,050<br />

65 1,134 0,906 0,423 2,145<br />

66 1,152 0,914 0,407 2,246<br />

67 1,169 0,921 0,391 2,356<br />

68 1,187 0,927 0,375 2,475<br />

69 1,204 0,934 0,358 2,605<br />

70 1,222 0,940 0,342 2,747<br />

71 1,239 0,946 0,326 2,904<br />

72 1,257 0,951 0,309 3,078<br />

73 1,274 0,956 0,292 3,271<br />

74 1,292 0,961 0,276 3,487<br />

75 1,309 0,966 0,259 3,732<br />

76 1,326 0,970 0,242 4,011<br />

77 1,344 0,974 0,225 4,331<br />

78 1,361 0,978 0,208 4,705<br />

79 1,379 0,982 0,191 5,145<br />

80 1,396 0,985 0,174 5,671<br />

81 1,414 0,988 0,156 6,314<br />

82 1,431 0,990 0,139 7,115<br />

83 1,449 0,993 0,122 8,144<br />

84 1,466 0,995 0,105 9,514<br />

85 1,484 0,996 0,087 11,430<br />

86 1,501 0,998 0,070 14,301<br />

87 1,518 0,999 0,052 19,081<br />

88 1,536 0,999 0,035 28,636<br />

89 1,553 1,000 0,017 57,290<br />

90 1,571 1,000 0,000 ∞


282<br />

ETKİNLİK LİSTESİ<br />

1. ÜNİTE: MADDE VE ÖZELİKLERİ<br />

1. Etkinlik : Hacmin Büyük, Yüzey Alanın Nasıl?....................................................................23<br />

2. Etkinlik : Hangisi Daha Fazla Sıkışır?.................................................................................25<br />

3. Etkinlik : Yüzey Alanı ile Hacim İlişkisi.................................................................................30<br />

4. Etkinlik : Hangisine Daha Çok Yapışır?...............................................................................34<br />

5. Etkinlik : Toplu İğneyi Sudan Kurtaralım..............................................................................36<br />

6. Etkinlik : Acaba Yüzecek mi?.............................................................................................37<br />

7. Etkinlik : Hangisi Daha Fazla Islandı?.................................................................................38<br />

8. Etkinlik : Hayret! Su Yükseliyor?.........................................................................................40<br />

9. Etkinlik : Atmosfere Benziyor mu?......................................................................................43<br />

2. ÜNİTE: KUVVET VE HAREKET<br />

1. Etkinlik : Islak Sünger........................................................................................................54<br />

2. Etkinlik : İki Kişilik Oyun .....................................................................................................57<br />

3. Etkinlik : Paralel Çizgiler....................................................................................................58<br />

4. Etkinlik : Bir Kişi Dört Kişiye Bedel Olabilir mi?.....................................................................65<br />

5. Etkinlik : Snowboardcunun İniş Hareketinin Grafikleri........................................................78<br />

6. Etkinlik : Snowboardcunun Çıkış Hareketinin Grafikleri......................................................80<br />

7. Etkinlik : Konum- Zaman Grafiği.........................................................................................84<br />

8. Etkinlik : Kaza Olacak mı?..................................................................................................91<br />

9. Etkinlik : Serbest Bırakılan Misket......................................................................................92<br />

10. Etkinlik : Yukarıya Atılan Misket.........................................................................................93<br />

11. Etkinlik : Eğik Atılan Misket...............................................................................................96<br />

12. Etkinlik : Yatay Atılan Misket............................................................................................101<br />

13. Etkinlik : Serbest Bırakılan Cisimlerin Hareket İvmeleri .....................................................104<br />

14. Etkinlik : Duran Kitap Çarpışan Misket............................................................................108<br />

3. ÜNİTE: ELEKTRİK<br />

1. Etkinlik : Dokunarak Elektriklenme.................................................................................122<br />

2. Etkinlik : Etki ile Elektriklenme........................................................................................123<br />

3. Etkinlik : Hangisinin Yükü Daha Fazla?.............................................................................125<br />

4. Etkinlik : Yük Nerededir?.................................................................................................126<br />

5. Etkinlik : Elektriksel Kuvvet Nelere Bağlıdır?...................................................................129<br />

6. Etkinlik : Pilin Uçları Arasındaki Gerilim............................................................................144<br />

7. Etkinlik : Seri Bağlı Piller .................................................................................................146<br />

8. Etkinlik : Piller Sadece Seri mi Bağlanır?..........................................................................147


4. ÜNİTE: MODERN FİZİK<br />

1. Etkinlik : Taşın Kütlesi...................................................................................................162<br />

2. Etkinlik : Zaman Farklı Olabilir mi?................................................................................162<br />

3. Etkinlik : Işık Hızının Eylemsiz Referans Sistemden Görünümü...................................164<br />

4. Etkinlik : Aynı Olay Farklı Gözlem?................................................................................169<br />

5. Etkinlik : Işıkla Oyun.......................................................................................................170<br />

6. Etkinlik : Boy Oyunu.......................................................................................................175<br />

7. Etkinlik : Elektriksel Alanda Yolculuk..............................................................................181<br />

5. ÜNİTE: DALGALAR<br />

1. Etkinlik : Atma ve Periyodik Dalga Aynı Oluşular mıdır?................................................190<br />

2. Etkinlik : Atmalar Nasıl Yansır?......................................................................................192<br />

3. Etkinlik : Atmanın Hızı Neden Değişir?..........................................................................194<br />

4. Etkinlik : İletilen ve Yansıyan Atmalar Hangi Özelliktedir?..............................................197<br />

5. Etkinlik : Atmalar Karşılaşırsa Ne Olur?........................................................................199<br />

6. Etkinlik : Su Dalgaları Nasıl Oluşur?..............................................................................205<br />

7. Etkinlik : Engelden Nasıl Yansır?....................................................................................211<br />

8. Etkinlik : Engelin Odak ve Merkezi Var mı?.....................................................................212<br />

9. Etkinlik : Dalganın Hızı Ölçülebilir mi?.............................................................................215<br />

10. Etkinlik : Dalga Neden Kırılır?..........................................................................................218<br />

11. Etkinlik : Su Dalgaları Dar Aralıktan Geçebilir mi?.............................................................223<br />

12. Etkinlik : Su Dalgaları Karşılaşırsa Ne Olur? .................................................................225<br />

283


284<br />

KAYNAKÇA<br />

1. AYVACI Hakan Şevki, Bilimin Doğasının Sınıf Öğretmeni Adaylarına Kütle Çekim Konusu İçerisinde<br />

Farklı Yaklaşımlarla Öğretilmesine Yönelik Bir Çalışma Yayımlanmamış Doktora Tezi, KTÜ,<br />

Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 2007.<br />

2. AYVACI Hakan Şevki ve diğerleri, Genel <strong>Fizik</strong>, Pegem A Yayıncılık, 2006.<br />

3. BENNETTA, J ve diğerleri, October. Context-Based and Conventional Approaches to Teaching<br />

Chemistry: Comparing Teachers’ Views, International Journal of Science Education, 27, 13,<br />

1521–1547. 2005.<br />

4. BÜYÜKTALAY, Soner, Bilim ve Teknik, Aralık, 2005.<br />

5. ÇEPNI Salih, AYVACI Şevki Hakan ve BACANAK, Ahmet, Fen Eğitimine Yeni Bir Bakış, Fen-<br />

Teknoloji ve Toplum, Celepler Matbaacılık, Genişletilmiş 3. Baskı, Trabzon, 2007.<br />

6. ÇEPNİ Salih, Araştırma ve Proje Çalışmalarına Giriş, Celepler Matbaacılık, Genişletilmiş 3.<br />

Baskı, Trabzon, 2007.<br />

7. ÇEPNİ Salih ve diğerleri, Fen ve Teknoloji Öğretimi, Pegem A, Yayıncılık, Ankara, 2007.<br />

8. DEMİRCİOĞLU Hülya, Sınıf Öğretmen Adaylarına Yönelik Maddenin Halleri Konusu ile İlgili<br />

Bağlam Temelli Materyalin Geliştirilmesi ve Etkililiğinin Araştırılması, Yayımlanmamış Doktora Tezi,<br />

KTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 2008.<br />

9. FISHBANE, M.Paul, Temel <strong>Fizik</strong> Arkadaş Yayınları, Ankara, 2003.<br />

10. GARDNER, H. Multiple Intelligance: The Theory in Ptactice. New York: Basic Boks, 1993.<br />

11. Hewitt, P.G Concoptual Physics Addison Wesley, USA, 2006.<br />

12. İPEKOĞLU, Yusuf, Marangos, J., ‟Faster than a speeding photon”, Nature, 20 Temmuz 2000,<br />

Bilim ve Teknik, Ağustos, 2000.<br />

13. John R. Taylor Chris, D. Zafaritos, Modern <strong>Fizik</strong> Bilgi Tek, İstanbul, 1996.<br />

14. Komisyon, İlköğretim Fen ve Teknoloji (6, 7. Sınıflar) MEB Yayınları, Ankara, 2007.<br />

15. KÜÇÜK Mehmet, Bilimin Doğası İlköğretim 7. Sınıf Öğrencilerine Öğretmeye Yönelik Bir<br />

Çalışma Yayımlanmamış Doktora Tezi, KTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, Ağustos, 2006.<br />

16. MEB Talim Terbiye Kurulu Başkanlığı Ortaöğretim <strong>Fizik</strong> Dersi 9. Sınıf Öğretim Programı,<br />

Ankara, 2007.<br />

17. MERRILL, M.D. Construction and Instruction Design.Educational Technology, May, 45-53,<br />

1991.


18. MILLAR, R. ve OSBORNE ve J. BEYOND: Science Education for the Future, http://www.kcl.<br />

ac.uk/depsta/education/publications/be2000.pdf, (16.02.2005), 1998.<br />

19. MILLAR, R., OSBORNE, J ve NOTT, S. Science Education for the Future, School Science<br />

Rewiev, 80, 291, 19-24, 1998.<br />

20. ÖZSEVGEÇ, Tuncay, 5E Modeline Göre Geliştirilen Rehber Materyallerin Öğrenme Ortamına<br />

Etkileri, 8. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi Kongresi, 27–29 Ağustos, Abant İzzet Baysal<br />

Üniversitesi, Bolu, 2008.<br />

21. ÖZSEVGEÇ, Tuncay, Çepni, Salih ve Bayri, Nevzat, Kalıcı Kavramsal Değişimde 5E Modelinin<br />

Etkililiği, Yeditepe Üniversitesi Eğitim Fakültesi dergisi, Cilt 2, Sayı 2, 2007.<br />

22. ÖZSEVGEÇ, Tuncay, Çepni, Salih ve Cerrah Özsevgeç, Lale, 5E Modelinin Kavram Yanılgılarını<br />

Gidermedeki Etkililiği: Kuvvet-Hareket Örneği, 7. Ulusal Fen Bilimleri ve Matematik Eğitimi<br />

Kongresi, 07-09 Eylül, Gazi Üniversitesi, Ankara, 2006.<br />

23. ÖZSEVGEÇ, Tuncay, İlköğretim 5. Sınıf Kuvvet ve Hareket Ünitesine Yönelik 5E Modeline<br />

Göre Geliştirilen Rehber Materyallerin Etkililiklerinin Belirlenmesi, Yayımlanmamış Doktora Tezi,<br />

KTÜ fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon, 2007.<br />

24. ÖZSEVGEÇ, Tuncay, Kuvvet ve Hareket Ünitesine Yönelik 5E Modeline Göre Geliştirilen<br />

Öğrenci Rehber Materyalinin Etkililiğinin Değerlendirilmesi, Journal of Turkish Science Education,<br />

3(2), 36–48, 2006.<br />

25. PARKINS, D. The Many Faces of Constructivism, Educational Lidership, November, 1999.<br />

26. Roymond A. Serway Physics Palme Yayıncılık, Ankara, 1996.<br />

27. Serway Fen ve Mühendislik için <strong>Fizik</strong>, Çeviri Editörü, ÇOLAKOĞLU, Kemal, Palme Yayıncılık,<br />

Ankara, 1996.<br />

28. SWIFT, Jonathan, Güliver Cüceler ve Devler Ülkesinde (çev. Merve Bostan), Hikmet Çocuk,<br />

İstanbul, 2002.<br />

29. TDK Türkçe Sözlük, 4. Akşam Sanat Okulu Matbaası, Ankara, 2005.<br />

30. TDK Yazım Kılavuzu, 4. Akşam Sanat Okulu Matbaası, Ankara, 2005.<br />

31. URL-1, The History of the Storyline Method, http://www.storyline.org/history/index.html,<br />

(07.04.2006).<br />

32. URL-2, The Physical Sciences Initiative (TPSI), Social And Applied Aspects What Is Meant<br />

By “Social and Applied”?, www.psi-net.org/chemistry/s1/socialandapplied.pdf, (06.01.2005), 1998.<br />

33. URL-3, www.biltek.tubitak.gov.tr<br />

34. URL-4, www.meb.gov.tr<br />

285

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!