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