9.SINIF KONU ANLATIMLI BİLİM DANIŞMANLARI. Prof. Dr. Mehmet BİREY BİLİM REDAKSİYONU DİL REDAKSİYONU DVD ANİMASYON DVD SESLENDİRME

Transkript

1 Milli Eğitim Bakanlığı, Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığı nın tarih ve 11 sayılı kararı ile kabul edilen ve öğretim yılından itibaren uygulanacak olan programa göre hazırlanmıştır. 9.SINIF FİZİK KONU ANLATIMLI BİLİM ANIŞMANLARI Prof. r. Mehmet ZENGİN Prof. r. Mehmet BİRE Prof. r. Selçuk KERVAN Prof. r. Şeref OKUUCU oç. r. Ahmet KILIÇ BİLİM REAKSİONU Ramazan NACIR Ayşe ÖZEMİR r. emet TÜRECİ Hasan EMİROK Fatma ER Serap ARAS İL REAKSİONU V ANİMASON V SESLENİRME Polat İNAL Mustafa UZUN Nezih KANBUR Serap KANBUR Gülay KANKALP Zafer AKKAŞ Musa ÖZEMİR rd. oç. r. Erdal ARAS

2 1.BÖLÜM: FİZİK NEİR? Geçmişten Günümüze Fizik Tarih Boyunca Fizikte Meydana Gelen eğişmeler Fiziğin Uygulama Alanları Fizik İle İç İçe Olan Meslekler 2.BÖLÜM: BİLİMSEL BİLGİ Bilimsel Bilgi Bilimsel öntem ve Basamakları Bilimsel Olgu Bilimin Kullanımı Gözlem ve eney Ölçme Bağımsız, Bağımlı ve Kontrol Edilebilen eğişkenler Hata ve Hata Kaynakları Fizikte Büyüklükler ve Birim 3.BÖLÜM: FİZİKTE MOELLEME VE MATEMATİĞİN ERİ Modelleme Bilimsel Model Bilim ve Matematik ÜNİTE ANİMASONLARI 1. Animasyon: Neden ve Niçin Fizik? 2. Animasyon: Fizik ve Günlük aşam 3. Animasyon: Fiziğin Uygulama Alanları 4. Animasyon: Fizik ve Teknoloji 5. Animasyon: Bilimsel Bilgi ve Kaynağı 6. Animasyon: Fizikte Büyüklükler 10 FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ

3 1. BÖLÜM Bi lim sel dü şün meye ve bu bi lim sel dü şün me yi uy gu la ma ya koy ma ya fen; can lı ve can sız la rın ya pı la rını, iş lev le rini ve birbir le riy le olan iliş ki le ri ni in ce leyen bilimlere fen bilimleri denir. Fen bi lim le ri; fi zik, kim ya ve bi yo lo ji ol mak üze re üçe ay rı lır: Fi zik: Ev re nin ya pı sı nı, ev re ni oluş tu ran en kü çük te mel par ça cık lar dan baş la ya rak en bü yük ga lak si le re ka dar tüm mad de ve özel lik le ri ile de ği şim ve et ki le şim le ri ni in ce le yen; do ğa da ki olay la rın iş le yişine hük me den en ge nel ya sa la rı bu lan ve bu ya sa la rı in san için kul la nan bi lim da lı dır. Kim ya: Mad de le rin ya pı sı nı ve bir bir le ri ile olan et ki le şim le ri ni inceleyen bilim dalıdır. Bi yo lo ji: Can lı ya pı sı, hüc re ve hüc re için de ge çen te mel ha yat olay la rı ile can lı la rın dav ra nış la rı nı, çev re le ri ile olan iliş ki le ri ni ve yer yü zün de ki da ğı lım la rı nı in ce leyen bilim dalıdır. oğa olaylarından; canlı varlıklarla ilgili olanlar biyolojinin, maddenin yapısal özellikleri ile ilgili olanlar kimyanın, maddenin yapısal özellikleri dışında kalan özellikler ve bunun üzerinde gerçekleşen olaylar fiziğin konusudur. Fiziğin Alt alları Mekanik: Klasik mekanik ya da Newton mekaniği diye de adlandırılır. Atomlarla karşılaştırıldığında oldukça büyük cisimleri ve ışık hızından çok daha düşük hızlarla hareket eden sistemleri inceler. Mekanik, kuvvetlerin etkisi altında kalan cisimlerin hareketini ve durgun hâllerini inceleyen bilim dalıdır. Elektrik: Elektrik, elektriksel yükün varlığı ve akışında meydana gelen çeşitli olayları tanımlayan sözcüktür. Elektriksel yük, elektriksel potansiyel, elektrik akımı gibi temel kavramları açıklar. Cisimler üzerinde bulunan hareketsiz yükler, durgun elektriği oluşturur. ük, hareket ettiğinde akım oluşur. Manyetizma: emir, nikel, kobalt gibi maddeleri çekme özelliği olan maddelere mıknatıs denir. üklü parçacıklar arasındaki elektromanyetik kuvvet, doğadaki temel kuvvetlerden biridir. Manyetizma bu kuvvetlerin başlıca özelliklerini, yüklü parçacıkların manyetik alanda hareketini, manyetik alanın özelliklerini ve kaynağını inceleyen bir fizik dalıdır. Atom Fiziği: Maddenin yapısına inildiğinde molekül ve atomlarla karşılaşılır. Atom fiziği, bu yapıyı aydınlatmaya çalışan fiziğin bir dalıdır. Atomlar çok küçük olduğundan özellikleri ancak dolaylı deney teknikleriyle anlaşılabilir. Tüm kimyasal elementler, özgün dalga boylarında ışınımlar veren tayflar gösterir. Atom fiziği, bu tayflardan yararlanarak maddenin yapısını aydınlatır. Termodinamik: Termodinamik, fiziksel olayların oluşum koşullarını ve ara etkileşimlerini, enerji ve entropi değişimleriyle inceleyen bilim dalıdır. Özellikle sıcaklık ve ısı kavramlarını, ısı aktarımını, ısı iletkenliğini, genleşmeyi ve ısı ile diğer enerji biçimleri arasındaki dönüşümleri inceler. Termodinamik, fiziğin enerji ve enerjinin şekil değiştirmesiyle uğraşan kolu olarak tanımlanır. Optik: Optiğin konusu; ışığın doğası, özellikleri ve madde ile olan etkileşmeleridir. Buna bağlı olarak girişim, kırınım, polarlama, yansıma ve kırılma gibi ışık yasalarını araştırır. Mercek, dürbün, teleskop, mikroskop gibi optik araçların yapımı ve geliştirilmesi de optiğin konusudur. Nükleer Fizik: Atomdan yaklaşık on bin kez küçük olan atom çekirdeğinin yapısını, temel özelliklerini, parçacık yapısını, bağ enerjisini, manyetik, elektrik, dinamik özelliklerini ve kararsız çekirdeklerin ışımalarını araştıran bilim dalıdır. Kararsız radyoaktif çekirdekler; alfa parçacığı, beta parçacığı, kütlesiz nötrinolar, pozitronlar gibi parçacıklar da salarlar. Çekirdek tepkimeleri ve nükleer kuvvetler bu alanda incelenir. Katıhâl Fiziği: Katıhâl fiziği, şekil değiştiremez maddelerle veya katılarla ilgilenir. Maddelerin elektriksel, manyetik, optik ve esneklik özelliklerini araştıran fiziğin bir dalıdır. Kristallerin oluşumu, atomların kristaller içindeki yerleşme düzeni, aralarındaki uzaklık, bağ açıları, katıların ısı sığası, ısısal iletkenlik, ısısal genleşme, elektriksel iletkenlik, iletkenler, yarı iletkenler, yalıtkanlar, süper iletkenler incelediği konulardan bazılarıdır. FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ 11

4 Fi zik ça lış ma la rı ya pı lır ken mad de nin bo yu tu na ba kıl maz. Mak ro alem den (ev ren, ga lak si ler, yıl dız lar, ge ze gen ler, ün ya) mik ro ale me (mo le kül ler, atom, çe kir dek, pro ton, ku ark, me zon) ka dar tüm mad de le rin ha re ket le ri ve bu ha reket lerle il gi li olay lar fi zi ğin il gi ala nı na gi rer. Fi zi ğin ge çer li ol du ğu sı nır la rı çiz mek ol duk ça zor dur. Çok ge nel bir ifa de ile fi zik; ün ya ya uzak lı ğı m olan en uzak ga lak si den tu tun da mad de nin te me li ni oluş tu ran atom da ki çe kir dek te bu lu nan ve ya rı ça pı m olan pro to na ka dar tüm sis tem le ri, bu sis tem le rin bir bir le riy le ve çev re le riy le olan et ki leşme le ri ni in ce ler. Bilim ve teknolojideki ye ni ge liş me ler, iler le me ve ke şif ler fi zi ğin sı nır la rı nı sü rek li de ğiş tir mek te dir. Zi ra 1930 lu yıllar da sa de ce ato mu oluş tu ran pro ton ve nöt ron in ce le ne bi lir ken gü nü müz de pro ton ve nöt ro nu oluş tu ran ku ark lar hat ta ku arklardan daha küçük olan me zon lar fi zi ğin ça lış ma ala nı na gir miş tir. Fi zik sel bü yük lük ler ara sın da ki be lir li ba ğın tı lar, fi zik ya sa la rı ola rak or ta ya çı kar. Fi zik ya sa la rı, de ney sel ger çek le re da yan mak ta dır. Her fi zik ya sa sı be lir li sı nır lar için de ge çer lidir. Ör ne ğin atom dan da ha kü çük parçacıklar için nük le er fi zik ya sa la rı, dü şük hız da ha re ket için kla sik fi zik ya sa la rı ve ışık hı zı na ya kın hız lar da rö la ti vis tik (göreceli, sonucu gözlemciye göre değişen) fi zik ya sa la rı kul la nı lır. Te mel do ğa bi li mi olan fi zik; ev re nin sır la rı nı, mad de ya pı sı nı ve bun la rın ara sın da ki et ki le şim le ri açık la ma ya ça lışır ken göz lem ve de ney metodunu kullanır. Fi zik, bi lim ola rak de ney sel so nuç la ra da yan mak ta dır. Özün de de ney sel bir bi lim dir. Fi zik te hi po tez ler ön ce lik le göz lem ve de ney ler den el de edi len bil gi ler üze ri ne ku ru lur. Hi po tez le rin doğ ru lu ğu de ney ler le ka nıt lan dı ğın da teo ri adı nı alır. Bu te ori ler, birkaç pren sipten yo la çı ka rak birçok ola yı bir leş ti rip açık lar. Her ye ni fi zik te ori si nin çı kış ama cı, es ki te ori le rin açık la ya ma dı ğı göz lem so nuç la rı nı açık la mak tır. Es ki teo ri ken di çiz di ği sı nır lar için de gelişerek be lir li olay la rı açık la ya bi lir. Açık la ya ma dı ğı de ney so nuç la rı or ta ya çık tı ğın da ge çer li li ği ni yi ti rir. e ni bir teo ri ile bu olay lar açık lan ma ya ça lı şı lır. Her ye ni te ori nin te mel dü şün ce sin de fi zik sel fi kir ler, ide al leş ti ril miş ob je ler, mo del ler, pren sip ler, te mel denk lem ler, fi zik sa bit le ri ve ye ni te rim ler yer al mak ta dır. e ni bir fi zik te ori si, te orinin te me lin de ya tan de ney leri ve bi li nen tüm de ney sel olay la rı is pat la mak zo run da dır. Fi zik, ma te ma tik gi bi yal nız tasarlayıcı de ğil, ay nı za man da ku ru cudur ve teori ile de ney ara sın da bü tün leş ti ri ci bir rol oy nar. Bun dan do la yı fi zik çi le ri de ney sel ve teo rik ça lı şan lar ola rak sı nıf lan dır mak hiç de yan lış ol maz. Fi zik; ge rek kö ke ni, ge rek se in ce le di ği ko nu ba kı mın dan do ğa ile ilişkili ol du ğun dan do ğa bi li mi ola rak da ta nım la nır. Fizik biliminin insanlığa sunduğu olanaklar saymakla bitmez. Bu olanaklar iki yönlüdür. Birincisi insanlığa faydalı yönü, ikincisi de zararlı yönüdür. Örneğin uranyum ve plütonyum atomlarının parçalanmasıyla çok büyük bir enerji açığa çıkar. Bu enerji istendiğinde insanlığın yararına sunularak elektriğe veya herhangi bir enerji çeşidine dönüştürülebileceği gibi atom bombası yapımında da kullanılabilir. Atom bombası patladığı anda 1 milyon derecelik bir sıcaklık oluşur. Oluşan sıcak hava, çevredeki herşeyi kavurur, ortaya çıkan radyasyon tüm canlı varlıkların zarar görmesine hatta o bölgedeki yaşamın sona ermesine neden olur. Sonuç olarak; bilimin insanlığa sunduğu olanaklar iyi amaçla kullanılmalı, kötü amaçla kullanımı engellenmelidir. Konunun daha iyi anlaşılabilmesi için aşağıdaki animasyonları izleyiniz: 1. Animasyon: Neden ve Niçin Fizik? 2. Animasyon: Fizik ve Günlük aşam 12 FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ

5 COĞRAFAAKİ UGULAMALARI Coğ raf ya nın en önem li dal la rın dan bi ri fi zi ki coğ raf ya dır. Fi zi ki coğraf yanın alanına giren ün ya nın şek li ve ha re ket le ri, ik lim, yer şe kil leri nin olu şu mu, yer çe ki mi, akar su ha re ket le ri, ün ya nın dön me sin den kay nak la nan mer kez kaç kuv ve ti, bu kuv vet le rin ik lim ve ya şam üze rinde ki et ki le ri, ısı ve sı cak lık, ka ra ve su la rın ısın ma sın da ki fark lı lık lar, bu fark lı lık lar dan do ğan rüz gâr, ba sınç gi bi te mel kav ram lar ve bu kavramların et ki le ri, fizikle ilgilidir. Ay rı ca at mos fe rin özel lik le ri, ışı ğın kı rıl ma sı, yan sı ma sı, rüz gârdan ve akar su lar dan fay da la nıl ma sı, Ay ve Gü neş tu tul ma sı gi bi pek çok ola yın açık lan ma sın da fi zik ka nun la rı kul la nılır. Bir gün de be lir li sa at ler de yer yü zün de ki su la rın ar dı ar dı na al çal ma ve yük sel me si ne gel git ola yı de nir. Kı yı lar da göz le nen gel git ola yı, fi zik te ki küt le çe ki mi ka nu nu ile açık la nır. Coğ raf yada yer ka buğu nun olu şu mun da et ki li olan iç kuv vet ler (dağ, kı ta, vol ka niz ma, dep rem) ve dış kuv vet ler (akar su, rüz gâr, bu zul, dal ga, ye ral tı su la rı) ile kar, yağ mur, kı ra ğı, do lu gi bi do ğa olay la rı nın olu şu mu açık lanır ken de fi zik te ki ka nun la r ve te ori le r kul la nılır. METEOROLOJİEKİ UGULAMALARI Ha va da mey da na ge len ısı olay la rı gün lük ya şan tı mız da son de rece önem li dir. At mos fer ve de ği şim le ri fi zik te ki me ka nik ve ısı pren siple ri ile izah edi le bi lir. Me te oro lo ji; ha va olay la rı nı in ce le yen, ha va tahmin le ri ya pan ve at mos fer olay la rı nı açık la yan bilim dalıdır. Ha va olay la rı, an cak at mos fe rin bir kaç mil lik en alt ta ba ka la rın da ken di ni gös te rir. Rüz gâr lar, bu lut lar ve ha va de ği şim le ri, tro pos fer de ni len bu ta ba ka da göz le nir. Me te oro lo ji de, gü neş ışı ma sı, rüz gâr lar, ge nel ha va akım la rı, sı cak lık far kı, nem, sik lon ve an ti sik lon, bu lut lar, sis, çiğ, hor tum lar, yük sek te ki ha va ha re ket le ri gi bi olay la rın ta ma mı fi zik ya sa la rı ile açık la nır. Gü nü müz de me te oro lo jist ler, at mos fer ve ra sat ko nu la rın da bir çok ye ni tek nik ge liş tir miş tir. Özel lik le uy du lar, ra dar lar ve yük sek ka pa si te li uçak lar kul la nı la rak ha va sis tem le ri ve ha re ket le ri da ha doğ ru bir şe kil de tes pit edi le bil mek te dir. FİZİK VE TARİH İnsanlık tarihinin en önemli olaylarından biri şüp he siz te ker le ğin ica dı dır. İn san la rın da ha ra hat, da ha kı sa sü re de da ha çok iş yap ma ar zu su ye ni icat la rı do ğur du. Özel lik le sa vaş ara cı ola rak kul la nı lan bu icat lar ay nı za man da in san lı ğın re fah ve hu zu ru içinde uy gu la ma alan la rı bul du. Bu bu luş la rın te me lin de fi zik ya sa la rı ve uy gu la ma la rı var dır. Or ta Çağ da yı kıl maz gi bi gö rü nen ka le ler, eğik atış uy gu la ma sı olan man cınık la yı kıl mış tır. Za man la ye ni le ne rek ge liş ti ri len man cı nık lar; ka le le rin, şe hir le rin ku şa tıl ma sın da ve sur la rın yı kıl ma sın da vaz ge çil mez bir si lah olmuştur. Bi lim de ki iler le me le re bağ lı ola rak bu si lah lar, ge liş ti ri lip gü nümüz de ki top la rın, fü ze le rin ve bom ba la rın te me li ni oluş turmuştur. Fi zik ya sa la rı nı dik ka te ala rak ya pı lan ka le ler, ca mi ler, ki li se ler ve köp rü ler yüzyıl lar bo yu za ma na mey dan oku muştur. FİZİK VE FELSEFE Fizik ve felsefe birbiriyle yakından ilişkilidir. Newton dan Heisenberg e, Max Born dan avid Bohm a kadar birçok fizikçi aynı zamanda iyi birer filozoftular. 17. yy. da es car tes ın, şüp he ci li ğiy le felsefesini ü şü nü yo rum, öy leyse va rım. fikri üzerine kur ma sı, me ka nik ev ren an la yı şını oluş tur ma sı ve New ton un öğ ren ci li ği sı ra sın da es car tes in gö rüş le riy le ta nı şıp da ha son ra me ka ni ğin te mel ya sa la rı nı or ta ya at ma sı, fi zik ve fel se fe iliş ki si nin bir ör ne ği dir. Fi zik te ki bir çok bu lu şun te me lin de ki ilk dü şün ce me ta fi zik tir. Me ta fi zik, fel se fe nin bir da lı dır. İn ce le me le ri; var lık, va ro luş, se bep, uzay, za man ve Tan rı gi bi kav ram lar üze ri ne dir. Bu kav ram la rın bir ço ğu ay nı za man da fi zi ğin de ça lışma ala nı nı oluş tur mak ta dır. 20 FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ

6 FİZİK İLE İÇ İÇE OLAN MESLEKLER ASTRONOMİ VE UZA BİLİMLERİ Ev ren de ki mad de le rin (gü neş, yıl dız lar, ga lak si ler vs.) ni te lik leri ni, ni ce lik le ri ni, ha re ket le ri ni ve ko num la rı nı in ce le me ile il gi li eğitim ve araş tır ma ya pılır. As tro nom lar yer den ve uzay dan göz lem ler ya pa rak ge zengen le rin ha re ket le riy le il gi li bil gi ler top lar, çö züm ler ve yo rum lar lar. As tro nom lar ça lış ma la rı nı op tik te les kop la yü rü tür ler, ge ce gündüz göz lem ya par ve son ra bu göz lem ve ri le ri ni de ğer len di rir ler. Fi zi ğin için de önem li bir ye re sa hip olan ışı ğın do ğa sı, atom la rın ya pı sı, op tik gi bi ko nu lar as tro no mi nin te me li ni oluş tu rur. ıl dızla rın at mos fer le rin de han gi ele ment ten ne ka dar bu lun du ğu nun ya nı sı ra yıl dız la rın sı cak lık la rı, rad yal hız la rı, dön me hız la rı, man ye tik alan la rı, mut lak par laklık la rı gi bi bil gi le re fi zik ka nun la rı kul la nı la rak ula şı lır. NÜKLEER ENERJİ MÜHENİSLİĞİ Nük le er ener ji nin üre til me si, ge liş ti ril me si ve ba rış çıl amaç lar la kul la nıl ma sı ile il gi li eği tim ve araş tır ma ya pılır. Nük le er ener ji mü hen di si, nük le er ener ji ile ça lı şan elek trik san tral le ri nin ta sa rı mı, ya pı mı, iş le til me si ve ge liş ti ril mesi gi bi iş ler de ça lı şır, atom dan yak la şık on bin kez kü çük olan atom çe kir de ği nin ya pı sı nı, te mel özel lik le ri ni ve ka rar sız çe kir dek le rin ışı ma la rı nı fi zik ku ral la rı nı kul la na rak araş tı rır. ELEKTRİK - ELEKTRONİK MÜHENİSLİĞİ Kuv vet li (elek trik) ve za yıf (elek tro nik) akım lar la ça lı şan alet ve sis tem le rin ya pı mı, ge liş ti ril me si, elek trik üre ti mi, ile ti mi, da ğı tım ve sis te min ba kı mıy la il gi li eği tim ve araş tır ma ya par. Bu araş tır ma la rı ya par ken fi zik te ki elek trik, elektro man ye tik dal ga te ori si vb. ko nu lar dan ya rar lanır. JEOFİZİK MÜHENİSLİĞİ Pet rol gi bi her çe şit ma den ve en düs tri yel mi ne ral le rin aran ma sı, bu lu nan re zerv le rin özel lik le ri nin sap tan ma sı, ma den mü hen dis le ri ta ra fın dan iş le til me ye baş la nın ca ya ka dar je olo ji mü hen dis le riy le iş bir li ği ile ara zi ça lış ma la rı ya pıl ma sı, ye ral tı su yu ve jeo ter mal ener ji araş tır ma la rı ile ba raj, de mir yo lu, ka ra yo lu ve ha va alan la rı nın ze min etüt le ri ve dep rem gibi ko nu lar da eği tim ve araş tır ma ya par. ep re min ye rini, za ma nını, şid de tini ve oluş tur du ğu et ki leri fi zik ka nun la rı ile açık lar. FİZİK MÜHENİSLİĞİ o ğa da ki mad de le rin ya pı sı nı ve ara la rın da ki et ki le şi mi in ce le yen fi zik bi li mi bul gu la rının uy gu la ma ala nı na dö nüş tü rül me siy le il gi li ko nular da eği tim ve araş tır ma ya pılır. Fi zik mü hen dis le ri elek tro nik, en düs tri ve ha ber leş mey le il gi li ku ru luşlar da üre ti len ve kul la nı lan mal ze me nin elek tro nik, me ta lur jik, op tik vb. özel lik le ri ko nu sun da ka li te kon tro lü ya par. Temel fi zik bil gi le ri ni uy gu lama alan la rı na ak tar mak için araş tır ma ve ge liş tir me ça lış ma la rı nı yü rü tür. Fi zik çi le rin üret ti ği bil gi le ri tek no lo ji ye ve do la yı sıy la en düs tri nin ih ti yaç la rı na uy gu lar. Elek trik mü hen di si nin üret ti ği alet le rin dev re ele man la rı nı ka tı hâl elekt ro ni ği bil gi siy le üre tir ve ge liş ti rir. Lazer optiğinin telekomünikasyona, süper iletkenliğin endüstriye sokulması buna örnektir. İNŞAAT MÜHENİSLİĞİ Her türlü bina, baraj, havaalanı, köprü, yol, liman, kanalizasyon, su şebekesi vb. hizmet ve endüstri yapılarının planlanması, projelendirilmesi, yapı ve denetimi hakkında eğitim ve araştırma yapılır. Bina yapımında kullanılan malzemenin esnekliği ve yük taşıma kapasitesi gibi özellikleri iyi ayarlanmalıdır ki depreme dayanıklı binalar elde edilsin. 22 FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ

7 MİMARLIK Her çe şit bi na nın is te ğe ve ola nak la ra gö re plan ve pro je le - ri nin ha zır lan ma sı ve ya pı mı nın de net len me si ko nu la rın da eğitim ve araş tır ma ya pılır. Mimar bi na nın pla nı nı çi zerek bina ya pı lın ca na sıl bir şe kil ala ca ğı nı gös te ren ma ket ler ha zır lar. a pı la cak bi na nın sta tik, sıh hi te si sat ve elek trik le il gi li yapısını in şa at, ma ki ne ve elek trik mü hen dis le riy le birlikte oluş tu rur ve yö ne til me si ni de net ler. Pro je yi çi zer ken kul la nı la cak mal zemenin fi zik sel özel lik le ri ni in ce ler. MAKİNE MÜHENİSLİĞİ Her türlü mekanik sistemlerin ve enerji dönüşüm sistemlerinin tasarımı, geliştirilmesi ve üretimin planlanması konularında eğitim ve araştırma yapılır. Makine mühendisi her türlü mekanik sistemlerin gaz ve buhar tribünlerinin, pistonlu kompresörlerin, nükleer reaktörlerin, içten yanmalı motorların soğutma ve ısıtma, havalandırma sistemlerinin tasarımını yaparak geliştirir. Bunu yaparken de kullanışlılık ve ucuzluk faktörlerini göz önünde bulundurur. Görüldüğü gibi makine mühendisleri başta mekanik olmak üzere hemen hemen fiziğin bütün alt dallarından faydalanmaktadır. PETROL VE OĞALGAZ MÜHENİSLİĞİ Petrolün bulunması, çıkarılması ve üretimi konularında eğitim ve araştırma yapılır. Pet rol ve do ğal gaz mü hen di si, petrol ve do ğal ga zın bu lun ma sı ve iş le til me sin de mekanik, enerji ve ayrıştırma gibi konularda fi zik ten ya rar lan mak ta dır. BİLGİSAAR MÜHENİSLİĞİ Bilgisayar sistemlerinin yapısı, tasarımı, geliştirilmesi ve bu sistemlerin kullanımları konularında eğitim ve araştırma yapılır. Bilgisayar mühendisliği fizikteki elektrik, elektronik vb. konulardan faydalanır. Unutulmamalıdır ki interneti bulan da bir fizikçidir. MEKATRONİK MÜHENİSLİĞİ Her türlü karmaşık tasarım gerektiren mekanik, elektrik, elektronik ve optik bileşenlerden oluşan, elektronik alet ve iletişim sistemlerinin tasarımını yapan, üretim teknolojilerini geliştiren, sistemler arası ilişki ve fonksiyonlarını kuran ve geçerli fiziksel kurallar içinde test eden kişiye mekatronik mühendisi denir. Mekatronik mühendisi, fizikteki mekanik, elektrik, elektronik ve optik gibi konulardan faydalanmaktadır. KİMA MÜHENİSLİĞİ Kimya mühendisliği, malzemelerin kimyasal yapılarının, enerji içeriklerinin veya fiziksel hallerinin değişime uğradığı proseslerin geliştirilmesi ve uygulanmasıyla ilgilenen engin ve çok yönlü bir mühendislik dalıdır. aha önce de anlatıldığı gibi fizikle kimya içiçe iki bilim dalıdır. Fiziğe en yakın bilim dalı da kimyadır. Kuvvet, atomun yapısı ve atom teorileri, karışımların ayrıştırılması, gazların davranışları, tepkime hızı ve ısısının hesaplanması, hal değişimi, süblimleşme, basınç, sıcaklık, kristaller ve bunun gibi sayamadığımız daha birçok konuda kimya mühendisi fizikten faydalanmaktadır. Bildiğiniz gibi Avrupa Birliği ne girebilmemiz için ülke nüfusumuzun belli bir oranda üniversite mezunu olması gerekmektedir. Artık yaklaşık her ilde ve büyük ilçelerde bir üniversite vardır. Bu da her yıl binlerce kişinin üniversite mezunu olması demektir. Malesef mezun olanların çoğu iş bulamamaktadır. Milyonlarca kişiden sıyrılıp iş sahibi olabilmek için kişinin kendisini çok iyi yetiştirmesi, ileri derecede yabancı dil ve bilgisayar bilmesi gerekmektedir. Siz de bu durumu göz önünde bulundurup şimdiden meslek seçiminizi yapmalısınız. FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ 23

8 TEST 1 GS-LS ye Hazırlık FİZİK NEİR? 1. oğa bilimi olan fizik, I. Ev re nin sır la rı, II. Mad de nin ya pı sı ve maddeler ara sın da ki et kileş me le r, II I. Hüc re ve hüc re için de ge çen te mel ha yat olay la rı konularından hangilerini incelemez? A) alnız I B) alnız II C) alnız III ) I ve II E) I, II ve III 5. Fizik, makroalemden mikroaleme kadar tüm sistemleri inceleyen bilim dalıdır. Bu bilim dalının yasaları ile ilgili olarak; I. eneysel gerçeklere dayanır. II. Belirli sınırlar içinde geçerlidir. III. Her alanda aynı yasa kullanılır. yargılardan hangileri doğrudur? A) alnız I B) I ve II C) I ve III ) II ve III E) I, II ve III 2. Aşağıdakilerden hangisi fiziğe en yakın bilim dalıdır? A) Astronomi B) Biyoloji C) Jeoloji ) Kimya E) Tarih 6. Aşağıdakilerden hangisi fiziğin alt dallarından değildir? A) Jeofizik B) Optik C) Elektrik ) Mekanik E) Manyetizma 3. Aşa ğı da ki ler den han gi si fi zi ğin ça lış tı ğı alanlardan biri de ğil dir? A) Isınan cisimlerin genleşmesi B) Tek hücreli canlılar C) Kuarklar ve mezonlar ) Elektromanyetik olaylar E) Işığın yapısı 7. Kıyılarda görülen gelgit olayı fizikteki, I. er çekimi, II. Kütle çekimi, III. Işığın kırılması kanunlarından hangileri ile açıklanabilir? A) alnız I B) alnız II C) alnız III ) I ve II E) I, II ve III I. Klasik mekanik Newton II. Rölativite Einstein III. Çekirdek Röntgen I. Archimedes II. Mendel III. Coulomb ukarıda verilen bilim insanlarından hangileri fizik alanında çalışmalar yapmıştır? A) alnız I B) alnız II C) alnız III ) I ve III E) I, II ve III ukarıda verilen fiziksel kavram ve bu kavramları açıklayan bilim adamı eşleştirmelerinden hangileri doğrudur? A) alnız I B) alnız II C) alnız III ) I ve II E) I, II ve III FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ 25

9 9. Fizi e en yak n bilim dal kimyad r. Fizik di er bilim dallar yla ortak çal fl r. Fen bilimleri fizik ve kimyadan oluflur. Biyoloji cans z varl klarla ilgilenir. Evrenin yap s n fizik inceler. Maddenin yap s kimyan n konusudur. Canl varl klar kimyan n konusudur. I II III IV V VI VII VIII Fen bilimleri ile ilgili ifadelere doğru veya yanlış şeklinde cevap vererek ilerlendiğinde hangi çıkışa ulaşılması beklenir? A) I B) III C) V ) VI E) VIII 12. I. Evrenin yapısını, evreni oluşturan en küçük temel parçacıklardan başlayarak en büyük galaksilere kadar tüm maddeleri inceler. II. Canlıların yapısını, davranışlarını ve çevreleri ile olan ilişkilerini inceler. III. Maddelerin yapısını ve birbirleriyle olan ilişkileri inceler. ukarıda verilen tanımlar aşağıdaki hangi bilim dalına aittir? I II III A) Fizik Biyoloji Kimya B) Fizik Kimya Biyoloji C) Kimya Biyoloji Fizik ) Kimya Fizik Biyoloji E) Biyoloji Fizik Kimya Bilgisayar I. a. Radyoaktivite mühendisli i II. Nükleer enerji mühendisli i b. Elektrik I. Kufllar n V fleklinde uçmas II. Her kar tanesinin farkl olmas III. Petrol ve do algaz mühendisli i c. Mekanik ukarıda verilen meslekler ve ilgili fizik konuları eşleştirildiğinde aşağıdakilerden hangisi doğru olur? A) I a B) I a C) I a II b II b II b III c III c III c III. Bitkilerin topraktan su çekmesi Fizik, yukarıdaki olaylardan hangilerini açıklamaya çalışır? A) alnız I B) alnız II C) alnız III ) I ve II E) I, II ve III ) I a E) I a II b II b III c III c 11. Me te oro lo ji, aşa ğı da ki se çe nek ler den han gi si ni he sap lar ken fi zik ka nun la rın dan fay da lan maz? A) Basınç B) Rüzgârın hızı C) Görüş uzaklığı ) ağış miktarı E) Ortalama sıcaklık 14. Tıpta kullanılan, I. X-ışınları, II. Ses dalgaları, III. Görüntüleme tekniği uygulamalarından hangileri fizikle ilgilidir? A) alnız I B) alnız II C) alnız III ) II ve III E) I, II ve III 1C 2 3B 4 5B 6A 7B 8 9C 10E 11E 12A 13C 14E 26 FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ

10 2. BÖLÜM Bi lim ve ya ilim; ne den, me rak ve amaç bes le yen bir ol gu ola rak gü nü mü ze ka dar bir çok alt da la bö lün müş, in san ların da ha iyi ya şam ko şul la rı na ka vuş ma sı na, var ol ma yan ol gu la rı bul ma sı na ve ye ni şey ler öğ ren me si ne ön ayak olan ge nel le me dir. Çağ daş bi li min dört önem li ni te li ği var dır. Bun lar; çe şit li lik, sü rek li lik, ye ni lik ve ayık la nma dır. Bi lim sel bil gi, bi lim sel yön tem ler ile el de edi len bil gi dir. Bi lim sel yön tem akıl, de ney ve göz le me da ya lı dır. Bir bil ginin bi lim sel ol ma sı nın öl çü tü yön tem sel ol ma sı dır. Bi lim sel bil gi; yön te me da ya lı, sı nır lı bir ko nu yu ele alan, ob jek tif, sis tem li, tu tar lı, man tık lı ve eleş ti ri ye açık bil gi dir. Bi lim sel bil gi nin or ta ya çı kı şı, ilk ola rak ta rım uy gar lı ğı na ge çiş le baş la mış tır. Ta rım la bir lik te ge rek si nim ler de ğişmiş ve bu na bağ lı ola rak bi lim sel bil gi nin kök le ri ya vaş ya vaş or ta ya çık mış tır. Bi lim sel bil gi, tek nik bil gi den fark lı olarak uy gu la ma bil gi si de ğil, teo rik bil gi dir. Teknik bilgi, gündelik ve bilimsel bilginin pratiğe dönüştürülmesidir. Sadece somut varlıklara aittir. Alet yapmak ve kullanmak için gereklidir. Bi lim sel bil gi nin ge çer li lik ala nı ve sı nır la rı her ge çen gün art mak ta dır. Tüm bi lim ler de ol du ğu gi bi fi zik te de ge lişme ler hem mak ro hem de mik ro alem de baş dön dü rü cü bir hız la devam etmektedir. İletişimden tutun da taşımacılığa kadar her alanda bunu görmek mümkündür. Bi lim sel bil gi ler bir te mel üze rin de başlar ve ge li şir. Bir bil gi doğ ru lan dık tan son ra ye ni le ri bu na ek le nir. Bir zin ci rin hal ka la rı gi bi birbi ri ne ek le ne rek uzar gider. Her hal ka bir ön ce kin den da ha güç lü, da ha ka lın ve tek no lo ji de da ha kulla nış lı dır. Bil gi yi, bi lim sel ve fel se fi ol mak üze re iki grup ta top la yabi li riz. Bilimsel bilgi H Olgusald r. H Sürekli geliflir. H öntem ve kesinlik vard r. H Kanun ve teori olabilir. H Kimseye göre de iflmez (objektiftir). Felsefi bilgi H Olgusal de ildir. H Geliflme göstermez. H öntem ve kesinlik yoktur. H Kanunlar olmaz. H Herkese göre de iflir (subjektiftir). Bi lim le ri; do ğa bi lim le ri, for mel bi lim ler ve in san bi lim le ri ol mak üze re üç grupta toplayabiliriz. o ğa Bi lim le ri: o ğa ve do ğa olay la rı ile il gi le nen bi lim dir. İn san dü şün ce sin den ba ğım sız ola rak var olan her şey do ğal ger çek lik tir. Fi zik baş ta ol mak üze re kim ya, bi yo lo ji ve as tro no mi do ğa bi lim le ri ne ör nek tir. o ğa bi lim le ri açık la yı cı dır. Ama cı sa de ce an la mak de ğil ay rı ca açık la mak tır. For mel Bi lim ler: o ğa da ol ma yan, sa de ce in san dü şün ce sin de var olan var lık la rı ko nu alan bi lim dir. İde al bi lim ler de de nir. En te mel bi lim le ri ma te ma tik, man tık ve istatistiktir. For mel bi lim le rin ko nu su, za man ve me kân dan ba ğım sız var lık lar dır. ön te mi tüm denge lim dir. Bil gi si de ney den gel me yen, doğ ru dan akıl yo luy la ula şı lan bil gi ler dir. İn san Bi lim le ri : İn sa nın kül tü rel yö nü nü ko nu edi nen bi lim dir. İn sa nın kül tü rel yö nü, tüm ya şan tı sın dan ve et kinlik le rin den do ğar. Ta rih, dil bi limi, felsefe ve sos yo lo ji in san bi lim le ri ne ör nek tir. İn san bi lim le ri nin ama cı açık la ma de ğil an la ma dır. İn san bi lim le ri ni, an lam lı var lı ğı ko nu alan bi lim ler ola rak da ta nım la ya bi li riz. Bu bi lim le rin ulaş tı ğı so nuç lar; olay la ra, bel ge le re ve an la ma yön te mi ne da ya nır. Konunun daha iyi anlaşılabilmesi için aşağıdaki animasyonu izleyiniz: 5. Animasyon: Bilimsel Bilgi ve Kaynağı FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ 27

11 HATA VE HATA KANAKLARI Her öl çüm, o de ğiş ke nin ger çek de ğe rin den bi raz fark lı olur. Öl çü len bü yük lü ğün ger çek de ğe ri ile ölç me so nuç la rın dan el de edi len de ğer ara sın da ki far ka ha ta ya da be lir siz lik de nir. Bir ölçümde, hata payının küçülüp ölçümün gerçek değerine yaklaşmasına ölçmenin güvenilirliği denir. Ger çek uzun lu ğu 192 cm olan çu bu ğun bo yu 190 cm öl çülmüş ise bu öl çüm de, = 2 cm ölç me ha ta sı var dır. Ölçme ha ta la rı çift yön lü dür, ya ni po zi tif ve ne ga tiftir. Bir ölçmede yapılan en büyük hata, ölçü aracının biriminin yarısı kadardır. HATA KANAKLARI a) Öl çüm a pan Ki şi den Ge len Ha ta lar: Bu ha ta lar, öl çü - mü ya pan ki şi nin; ya şı na, öğ re nim du ru mu na, be den sel engeline, ruh hâ line, o an ki du ru muna bağlıdır. b) Öl çme önteminden Ge len Ha ta lar: Ölçüm yapılırken en uygun yöntem seçilmelidir. Boyumuzu ölçerken şerit metre yerine cetvel kullanmak yanlış bir yöntemdir. c) Ölç me Ara cın dan Ge len Ha ta lar: Kul la nı lan ara cın ba sımın dan do ğa bi le cek ha ta lardır. Ör ne ğin, bir met re uzun lu ğun daki cet ve lin 100 cm yerine 98 cm ola rak ba sıl ma sı gi bi. d) Ortamdan Kaynaklanan Hatalar: Isı ve ba sınç gi bi dış et men le rin öl çü ara cı üze rin de oluş tu ra ca ğı de ği şik lik ler öl çüm so nu cu nu de ğiş ti rir. Me tal cet ve lin gen leş me si, te ra zi ke fe si nin pas lan ma sı gi bi. HATA TÜRLERİ Bir öl çüm de ha ta nın en az ola bil me si için ölç me araç la rı nın ya pı sal ni te lik le rinin; ge çer li, gü ve ni lir ve kul la nış lı ol ma sı gerekir. Bir ölçümde üç tür hatadan bahsedilebilir: a) Sa bit Ha ta lar: Bir ölç üm den di ğe ri ne, mik ta rı de ğiş me yen ha ta la ra sabit hatalar de nir. Her ölç me de ha ta pa yı ay nı dır. 2 kg yerine 1998 g ağır lı ğın da ki bir küt le ile öl çüm yap ma gi bi. Bunun sonucunda her öl çüm 2 gram ek sik alınmalıdır. Bir sınavda öğretmenin her öğrenciye 20 puan fazla vermesi de sabit hatadır. b) Sis tem li Ha ta lar: Öl çü len bü yük lü ğe, ölç me ye ve ya ölç me ko şul la rı na bağ lı ola rak mik ta rı de ği şen ha ta lar dır. Ha ta nın kay na ğı bellidir. Sınav kâğıtlarını değerlendiren bir öğretmenin yazısı okunaklı olan öğrenciye faz la pu an ve rme si gi bi. c) Te sa dü fi Ha ta lar: Bu tür ha ta lar da ha ta la rın han gi yön den ge le ce ği belli ol maz. Böy le ha ta lar, ge nel lik le kaynak la rı iyi bi lin me yen ha ta lar olup ölç me so nuç la rı nı ge li şigü zel etkiler. Ör ne ğin, dik kat siz ce oku nup pu an la nan ya da doğ ru okun du ğu hâl de yan lış ka ydedi len not lar gibi. Öl çüm ler de ya pı lan ha ta la rın ke sin bir de ğe ri yok tur. Sa de ce bir de ğer ara lı ğı var dır. Bu ara lı ğın ya rı sı na mut lak ha ta de nir. Mi li met re böl me li bir cet vel ile öl çüm ya pı lır ken ya pı la bile cek ha ta ara lı ğı 1 mm dir. Bu du rum da mut lak ha ta, x = 0,5 mm olur. H Bir ölçümde hatanın en az olabilmesi için ölçme araçlarının yapısal niteliklerinin geçerli, güvenilir ve kullanışlı olması gerekir. H Ölçümde kullanılan aletlerin duyarlılığı ne kadar büyükse hata oranı o kadar az olur. H Ne kadar çok ölçüm yapılırsa bulunan sonuçlar gerçeğe o kadar yakın değerde olur. ani ölçümdeki hatayı azaltmak için ölçüm sayısı artırılmalıdır. 34 FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ

12 ÖRNEK - 13 Aşağıdaki hata ve kaynaklarını eşleştiriniz. a. Kiflinin üzgün olmas Ortamdan kaynaklanan hata b. Metal cetvelin genleflmesi Ölçme arac ndan kaynaklanan hata c. Baskül yerine kantar kullan lmas Ölçüm yapan kifliden kaynaklanan hata d. Terazinin s f r ayar nda olmamas Ölçme yönteminden kaynaklanan hata ÇÖZÜM a. Kişinin üzgün olması, ölçüm yapan kişiden kaynaklanan bir hatadır. b. Metal cetvelin genleşmesi sıcaklıkla ilgilidir. ani ortamdan kaynaklanan bir hatadır. c. Baskül yerine kantar ile ölçüm yapma, ölçme yönteminden kaynaklanan bir hatadır. d. Terazinin sıfır ayarında olmaması ölçme aracından kaynaklanan bir hatadır. ÖRNEK - 14 Aşa ğı da bir bi ri ile bağ lan tı lı oğ ru / an lış ti pin de ifa de ler içe ren ta nı la yı cı dal lan mış ağaç tek ni ğin de bir so ru ve rilmiş tir. a ifa de sin den baş la ya rak her oğ ru ya da an lış ce va bı nı za gö re çı kış lar dan sa de ce bi ri ni işa ret le yi niz. a. Ölçme aletlerini kullanarak, bilinmeyen bir büyüklü ün do rudan bulunmas na endirekt ölçme denir. b. Bir ölçmeden di erine, miktar de iflmeyen hatalara c. Tesadüfi hatalarda hatan n nereden gelece i sabit hatalar denir. belli de ildir. d. Ölçülen büyüklü e, ölçmeye ve ölçme koflullar na ba l olarak de iflen hatalara sistemli hatalar denir. e. Hatalar; ölçme arac ndan, ölçüm yapan kifliden, ölçme yönteminden ve ortamdan kaynaklanabilir. f. Ölçülen büyüklü ün gerçek de eri ile ölçme sonuçlar ndan elde edilen de er aras ndaki farka hata denir. g. Ölçümü yapan kiflinin yafl, ö renim durumu ve ruh hali hatalar n kayna olamaz. 1. ç k fl 2. ç k fl 3. ç k fl 4. ç k fl 5. ç k fl 6. ç k fl 7. ç k fl 8. ç k fl ÇÖZÜM b, c, d, e ve f deki ifadeler doğrudur. Ölçme aletlerini kullanarak, bilinmeyen bir büyüklüğün doğrudan bulunmasına direkt ölçme denir. a yanlıştır. Ölçümü yapan kişinin yaşı, öğrenim durumu ve ruh hali hataların kaynağı olabilir. g yanlıştır. Bu durumda; a c f 5. ç k fl olmal d r. FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ 35

13 FİZİKTE BÜÜKLÜKLER VE BİRİM Fi zik te bü yük lük ler, te mel ve tü re til miş bü yük lük ler olmak üze re iki ye ay rı lır. Tab lo da fi zik te ki te mel bü yük lük ler ile ba zı tü re til miş bü yük lük ler ve ril miş tir. Te mel bü yük lük ler ifa de edi lir ken iki fark lı bi rim sis te mi kul la nı lır: Metre - Kilogram - Saniye (MKS) di ğer is mi ile ulus larara sı bi rim sis te mi SI ve San ti met re - Gram - Sa ni ye (CGS) dir. Tab lo da bu bi rim sis te min de ki te mel bü yük lüklerin bi rim le ri ve sem bol le ri ve ril miş tir. Büyüklük MKS (SI) Birim Sistemi CGS Birim Sistemi Ad Sembolü Ad Sembolü Ad Sembolü Uzunluk l metre m santimetre cm Kütle m kilogram kg gram g Temel Büyüklükler Zaman Elektrik ak m S cakl k t i T saniye ampere (amper) kelvin s A K saniye s Madde miktar n mole (mol) mol Ifl k fliddeti I candela (kandela) cd üzey A metre kare m 2 santimetre kare cm 2 Türetilmifl Büyüklükler Hacim H z Kuvvet V v F metre küp m 3 metre/saniye m/s newton N santimetre küp cm 3 santimetre/saniye cm/s dyne dyn Enerji E joule J erg erg Fi zik, de ne ye ve ölç me ye da ya lı bir bi lim da lı ol du ğun dan ölç me so nuç la rı ke sin ve an la şı lır bir bi çim de ifa de edilme li dir. Ölç me le ri ifa de et mek için kul la nı lan en ba sit ve en ge nel dil sa yı lar dır. Fi zik te ba zı bü yük lük ler sa yı lar la ifa de edi le bil di ği hâl de, ba zı la rı nın ifa de edi lme sin de sa yı lar ye ter li ol ma mak ta dır. Sa yı lar la bir lik te yö nün de be lir til me si ge re kir. Bu ne den le fi zik te bü yük lük ler ska ler ve vek tö rel bü yük lük ler ol mak üze re iki gru ba ay rı lır. SKALER BÜÜKLÜKLER Bir sa yı ve bi rim le ifa de edi len bü yük lük le re ska ler bü yük lükler de nir. Fi zik te ki küt le (6 kg), ener ji (6 J), sı cak lık (1 C), iş (20 J), elek trik yü kü (4 C), za man (4 s), ha cim (10 cm 3 ), güç (6 W) gi bi bü yük lük ler ska ler dir. Bu bü yük lük lerde yön ve doğ rul tu söz ko nu su de ğil dir. Sa yı sal de ğe ri ile bi ri mi ve ril di ği za man bü yük lük hak kın da ye ter li bil gi ye sa hip olu ruz. Ma nav dan el ma ala ca ğı mız za man 2 kg el ma ala bi lir mi yim? de riz. Hiç bir za man Ba na do ğu ya doğ ru gi den 2 kg el ma ve re bi lir mi sin? de me yiz. Çün kü ska ler bü yük lük le rin yö nü ol maz. VEKTÖREL BÜÜKLÜKLER Hız, kuv vet, iv me, yer de ğiş tir me gi bi fi zik sel bü yük lük ler yön lü bü yük lük ler dir. Bu tür bü yük lük ler yal nız sa yı ve bi rim le ifa de edi le mez. Bü yük lü ğü, baş lan gıç nok ta sı ve yö nünün de bi lin me si ge re kir. Fi zik te bu tür ni ce lik le re vek tö rel bü yük lükler de nir. 30 km/sa at hız la gi den bir tren de nil di ği za man, olay net ola rak ifa de edil me miş tir. Han gi yön de git ti ği so ru su ak la gel mek te dir. Bu ifa de yi, do ğu ya doğ ru 30 km/sa at hız la gi den tren şek lin de söy ler sek tam ola rak ifa de et miş olu ruz. Vek tö rel bü yük lük ler söy le nir ken bü yük lü ğü, yö nü, baş lan gıç nok ta sı ve ya şid de ti be lir til me li dir. Konunun daha iyi anlaşılabilmesi için aşağıdaki animasyonu izleyiniz: 6. Animasyon: Fizikte Büyüklükler 36 FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ

14 ÖRNEK - 15 Aşağıda verilen ifadelerden hangilerinin skaler, hangilerinin vektörel olduklarını yandaki kutucuklara 4 koyarak belirtiniz. Olay Skaler Vektörel a) b) c) d) Otomobil radar n önünden 130 km/h h zla geçti inden yine ceza yedi. Gol atmaya giden R dvan' n aya na 60 N luk kuvvet uyguland. Asker, komutan n n Sola dön! emriyle bat yönünde 50 m yer de ifltirdi. Kap y 20 N.m moment ile (+) yönünde çevirerek açt. ÇÖZÜM (a) ve (b) olaylarında yön be lir til me di ğin den ska ler bü yük lük ler dir. (c) olayında sa yı ve bi ri min ya nın da yön ta nım landı ğın dan vek tö rel bir bü yük lük tür. ine (d) olayında sa yı ve bi ri min ya nın da yön ta nım la na rak ka pı nın dön me yö nü ve ril di ğin den vek tö rel bü yük lük tür. ÖRNEK - 16 Aşağıdaki büyüklüklerden hangilerinin skaler, hangilerinin vektörel olduklarını yandaki kutucuklara 4 koyarak belirtiniz. büyüklük skaler vektörel kütle h z enerji büyüklük skaler vektörel kuvvet ifl s cakl k büyüklük skaler vektörel ivme zaman güç ÇÖZÜM Hız, kuvvet ve ivme yön belirttiği için vektörel; kütle, enerji, iş, sıcaklık, zaman ve güç yön belirtmediğinden skaler büyüklüktür. kütle skaler kuvvet vektörel ivme vektörel hız vektörel iş skaler zaman skaler enerji skaler sıcaklık skaler güç skaler ÖRNEK - 17 Her ölçüm, o değişkenin gerçek değerinden biraz farklı olur. Ölçülen büyüklüğün gerçek değeri ile ölçme sonuçlarından elde edilen değer arasındaki farka hata denir. Hata; ölçüm yapan kişiden, ölçme yönteminden, ölçme aracından ve ölçüm yapılan ortamdan kaynaklanabilir. Buna göre, aşağıda verilen hataların kaynağını belirtiniz. a) Terazi kefesinin paslanması... d) Ölçümü ilkokul mezununun yapması... b) Metal cetvelin genleşmesi... e) Ölçüm yapanın depresyonda olması... c) Metrenin 98 cm basılması... f) Bel ölçümünde metre kullanılması... ÇÖZÜM ukarıda verilen hatalar, a) Terazi kefesinin paslanması ortamdan d) Ölçümü ilkokul mezununun yapması kişiden b) Metal cetvelin genleşmesi ortamdan e) Ölçüm yapanın depresyonda olması kişiden c) Metrenin 98 cm basılması ölçme aracından f) Bel ölçümünde metre kullanılması ölçme yönteminden kaynaklanır. 38 FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ

15 TEST 2 GS-LS ye Hazırlık BİLİMSEL BİLGİ 1. Aşa ğı da ki ler den han gi si çağdaş bilimin niteliklerinden de ğil dir? A) Israrcılık B) Çeşitlilik C) enilik ) Ayıklanma E) Süreklilik 6. Aşa ğı da ki ler den han gi si bi lim sel bir yön tem de ğil dir? A) Göz lem B) e ney C) orum ) Araş tır ma E) Ölçme 2. Aşa ğı da ki ler den han gi si fel se fi bil gi nin özel likle rin den de ğil dir? A) Ol gu sal değildir. B) Gelişme gösterir. C) ön tem ve ke sin lik yok tur. ) Ka nun la rı ol maz. E) Sub jek tif tir. 7. Aşa ğı da ki ler den han gi si bi lim sel bil gi nin özellik le rin den de ğil dir? A) Sürekli ge li şir. B) Ol gu sal dır. C) ön tem ve ke sin lik var dır. ) og ma tik tir. E) Ka nun ve teo ri olur. 3. Aşağıdaki bilimsel yöntem basamaklarından hangisi en sonda yer alır? A) Verilerin toplanması B) Hipotez kurulması C) Kontrollü deneyler yapılması ) Hipotez ve kontrollü deneylerin karşılaştırılması E) Hipoteze dayalı tahminlerde bulunulması ESEN AINLARI 8. Aşa ğı da ki ler den han gi si bir hi po te zin özel lik lerin den de ğil dir? A) e ne ne bi lir ol ma lı B) Prob le me çö züm öner me li C) El de ki bü tün ve ri le re uy gun ol ma lı ) e ney ve göz lem le re ka pa lı ol ma lı E) e ni ger çek le rin tah mi ni ne ola nak sağ la ma lı 4. Bir bilim insanı eldeki problemi açıklamak için, I. Hi po tez ku rmalıdır. II. Ol gu la rı in ce lemelidir. III. Göz lem ya pmalıdır. IV. e ney ler ya pmalıdır. yöntemlerinden hangilerini kullanmalıdır? A) al nız Ι B) Ι ve ΙΙ C) Ι, ΙΙΙ ve IV ) ΙΙ, ΙΙΙ ve IV E) Ι, ΙΙ, ΙΙΙ ve IV 9. Bir hi po te zin muh te mel so nuç la rı, Ι. Çü rü tü le bi lir. ΙΙ. oğ ru dan ka nıt la nıp ge çer li hale ge le bi lir. ΙΙΙ. e ni ger çek ler le des tek le ne rek teo ri ve ya ka nun ha li ne ge le bi lir. verilerinden han gi le ri dir? A) al nız Ι B) al nız ΙΙ C) Ι ve ΙΙΙ ) ΙΙ ve ΙΙΙ E) Ι, ΙΙ ve ΙΙΙ 5. Bir cismin üzerine etki eden net kuvvet sıfır ise; cisim duruyorsa durur, hızı varsa aynı hızla hareketine devam eder. diyen ve değişmez nitelik kazanmış Newton un bu çalışmasının bilimsel yöntemdeki adı nedir? A) Kanun B) Hipotez C) Teori ) Tez E) Tahmin 10. Bir hi po te zin baş lı ca özel lik le ri, Ι. Prob le me çö züm öner me li dir. ΙΙ. El de ki bü tün ve ri le re uy gun ol ma lı dır. ΙΙ Ι. e ni ger çek le rin tah mi ni ne ola nak sağ la ma lı dır. verilerinden han gi le ri dir? A) al nız Ι B) al nız ΙΙ C) Ι ve ΙΙ ) Ι ve ΙΙΙ E) Ι, ΙΙ ve ΙΙΙ FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ 39

16 1.BÖLÜM: MAE Katı, Sıvı, Gaz ve Plazma Maddelerin Fiziksel Özellikleri ve Fiziksel Olaylar Maddelerin Kimyasal Özellikleri ve Kimyasal Olaylar Kütle Hacim Katı Maddelerin Hacimlerinin Ölçülmesi Sıvı Maddelerin Hacimlerinin Ölçülmesi Gazların Hacimlerinin Ölçülmesi 2.BÖLÜM: ÖZKÜTLE Özkütle ve Karışım 3.BÖLÜM: KATILARA AANIKLILIK Katılarda ayanıklılık Canlıların ayanıklılığı 4.BÖLÜM: SIVILARA AEZON VE KOHEZON Sıvılarda Adezyon ve Kohezyon üzey Gerilimi Kılcallık 5.BÖLÜM: GAZLAR VE PLAZMA Atmosfer ve Gazlar Plazma ÜNİTE ANİMASONLARI 7. Animasyon : Madde ve Cisim (3) 8. Animasyon : Katı Maddeler (3) 9. Animasyon : Sıvı Maddeler (3) 10. Animasyon : Gaz Maddeler (3) 11. Animasyon : Maddelerin 4. Hâli Plazma 12. Animasyon : Maddenin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri (3) 13. Animasyon : Gazların Hacimlerinin Ölçülmesi (3) 14. Animasyon : Özkütle 15. Animasyon : Katılarda Boyutlar Arası İlişkiler ve ayanıklılık (3) 16. Animasyon : Sıvılarda Kılcallık ve üzey Gerilimi (3) 58 MAE VE ÖZELLİKLERİ

17 1. BÖLÜM Küt le si, hac mi ve ey lem siz li ği olan, du yu la rı mız la al gı la ya bil di ği miz her şe ye mad de de nir. Üze rin de otur du ğu muz san dal ye, kul lan dı ğı mız ka lem, def ter, çan ta, so lu du ğu muz ha va ve at mos fer de ki gaz lar bi rer mad de dir. Tüm madde ler atom ve mo le kül le rin bir leş me siy le mey da na gel miş tir. Ka tı mad de le rin şe kil al mış hâ li ne ci sim de nir. Sı vı ve gaz lar, be lir li bir şe kil le ri ol ma dı ğı için ci sim de ğil dir. Al tın bir mad de iken al tın kol ye, al tın zin cir, al tın ma dal ya bi rer ci sim dir. e mir bir mad de iken de mir zin cir ci sim dir. Cam bir mad de iken cam bar dak ci sim dir. Mad de ler do ğa da dört hâl de bu lu nur. Şim di bun la rı gö re lim. 1. KATI Ka tı lar sa bit ha cim li ve be lir gin şe kil le re sa hip olan mad de ler dir. Ka tı mad de le ri mey da na ge ti ren ta ne cik ler ara sı boş luk çok az dır. Ka tı mad de le ri oluş tu ran tanecikler ara sın da bü yük bir çe kim kuv ve ti var dır. Bun dan do la yı tanecikleri ayırmak zor dur. Bu çe kim kuv ve ti ni yen me den ka tı cis min şek li ni de ğiş ti re me yiz. Bir taş par ça sı nı eli mi ze alıp şek li ni de ğiş tir me miz çok zor dur. Ama dış et kiy le şek li ni de ğişti re bi li riz. Et ra fı mız da gör dü ğü müz mad de le rin ço ğun lu ğu ka tı mad de dir. Ör ne ğin ma sa, sı ra, ka lem, du var, de mir, buz sa ya bi le ce ği miz baş lı ca ka tı mad de ler dir. maddenin kat hâli 4 Tanecikler arası boşluk azdır. 4 Belirli bir şekilleri vardır. 4 Tanecikler arasındaki çekim kuvveti büyüktür. 4 Tanecikler titreşim hareketi yapar. 4 Maddenin en düzenli hâlidir. 4 Taneciklerin enerjisi en azdır. 4 Sıkıştırılamaz ve dış etki olmaksızın şekilleri değiştirilemez. 2. SIVI Be lir li bir hac mi olan ve bu lun duk la rı ka bın şek li ni alan mad de lerdir. Sı vı mo lekül le ri ara sın da ki çe kim kuv ve ti ka tı la ra gö re da ha kü çük ol du ğun dan bir birle rin den faz la ay rıl ma ya cak şe kil de bir bir le ri nin üze rin den ka ya rak yer de ğiş ti rirler. Sı vı la rı mey da na ge ti ren mo le kül ler ara sı boş luk, ka tı la ra oran la da ha faz ladır. Sı vı lar ısı tıl dı ğı za man ener ji alır lar. Bu ener ji sı vı mo le kül le ri nin ki ne tik ener ji si ni ve mo le kül ler ara sın da ki uzak lığı ar tırır. Böy le ce sı vı nın hac mi art mış olur. An cak sı vı la rın hac mi kuv vet le de ğiş ti ri le mez. Ör ne ğin, bir cam bi be ro nun içi ne sı kış tı ra rak da ha faz la süt ko nu la maz. Sı kış tı rı lan sı vı la rın şe kil le ri de ği şir; ama ha cim le ri de ğiş mez. maddenin s v hâli 4 Tanecikler arası boşluk katılara oranla fazladır. 4 Belirli bir şekilleri yoktur. 4 Sıvı molekülleri birbirini üzerinden kayarlar. 4 Bulundukları kabın şeklini alırlar. 4 Katılara göre düzensizlik artar. 4 Sıkıştırılamazlar. 4 Taneciklerin enerjisi katılara göre daha fazladır. MAE VE ÖZELLİKLERİ 59

18 3. GAZ Gaz la rın be lir li bir hac mi ve şek li yok tur. Ta ne cik ler ara sı boş luk lar çok faz la oldu ğun dan gaz lar bu lun duk la rı ka bı ta ma men dol du rup ka bın şek li ni alır lar. Gaz mo lekül le ri ara sın da ki çe kim kuv ve ti çok kü çük tür. Bun dan do la yı gaz la rı ra hat lıkla sı kış tı rıp, ha cim le ri ni kü çül te bi li riz. Gaz mo le kül le ri sü rek li ha re ket hâ lin de dir. Bu lun duk la rı ka bın çe per le ri ne çar pa rak kuv vet uy gu lar lar. Sı cak lık art tı ğı za man mo le kül le rin hı zı da ar tar. Bü tün gaz la rın hac mi ve küt le si var dır ama be lir li bir hac mi ve şe kil le ri yok tur. Ba sınç ve sı cak lı ğa bağ lı ola rak gaz la rın ha cim le ri de ği şe bi lir. Çev re miz de bu lunan ok si jen, kar bondi ok sit, azot ve su bu ha rı gazlara örnektir. maddenin gaz hâli 4 Gaz la rın mo le kül le ri dai ma ha re ket hâ lin de dir. 4 Gaz lar son suz ya yıl ma özel li ği ne sa hip tirler. 4 Gaz lar, içinde bu lun duk la rı ka bı ta ma men dol du rur lar. 4 Gaz la rın be lir li bir şek li ve hac mi yok tur. 4 Tanecikler arasındaki çekim kuvveti çok küçüktür. 4 Taneciklerin enerjisi en fazladır. 4 Sıkıştırılabilirler. 4 Maddenin en düzensiz hâlidir. Bir mad de nin hem ka tı, hem sı vı, hem de gaz hâ li bu lu na bi lir. Buz, su ve su bu ha rı ay nı mad de ler dir. al nız ca sı caklık la mad de nin hâ li de ğiş miş tir. Buz mad de nin ka tı, su sı vı, su bu ha rı ise gaz hâ li dir. Mad de hâl de ğiş tir di ğin de küt le si sa bit ka lır, hac mi, öz küt le si ve şek li de ği şir. Mad de le ri oluş tu ran atom ve mo le kül ler ara sı uzak lık en az ka tı, son ra sı vı ve da ha son ra gaz mad de le rin de bulunur. Gaz mo le kül le ri ara sın da ki uzak lık çok bü yük tür. 4. PLAZMA Mad de ka tı, sı vı ve gaz hâ lin den baş ka çok yük sek sı cak lık lar da plaz ma hâ li ola rak ta nım la nan dör dün cü bir hâl de de bu lu na bi lir. Çok yüksek sıcaklıkta atomlar elektronlarını salarak iyon hâline gelirler. İyon ve elektronlardan oluşmuş çok yüksek sıcaklıktaki bu gaza plazma denir. Güneş ve yıldızlar plazma hâlindedirler. Plazma hâli yıldızlarda ve Güneş te gerçekleşir. Plaz ma hâ li ay nı za man da yük sek ba sınç al tın da da oluş tu ru la bi lir. Ama bu yük sek ba sın cı oluş tur mak hay li zor dur. Ev ren de en çok bu lu nan hâl plaz ma hâ li dir. Mad de le rin % 99 un dan faz la sı plaz ma hâ lin de dir. ıl dız lar, Gü neş, ge ze gen ler ve ge ze gen ler ara sı boş luk lar, plaz ma hâ lin de dir. PLAZMAA NELER BULUNUR? İyonlaşmış gaz Uyarılmış atomlar Elektron ve protonlar üksüz atomlar ve moleküller PLAZMA HÂLİN GENEL ÖZELLİKLERİ İyi bir iletkendir. Elektriği ve ısıyı iletir. Elektrik ve manyetik alanla etkileşir. Kimyasal reaksiyonları çok hızlıdır. üksek sıcaklık ve enerji yoğunluğuna sahiptir. ıldızlar ve Güneş ten dünyamıza ulaşan ışınların bazıları ünya nın manyetik alanı tarafından hapsedilir ve Van Allen kuşakları oluşur. Bu ışınım, yüklü parçacıkların manyetik alan çizgileri boyunca hareketleri esnasında görülür. Bu yüklü parçacıklar kutupların üzerinde olduğundan zaman zaman ünya atmosferindeki atomlarla çarpışarak onların görünür ışık yaymalarına sebep olur. İzleyenlere nefis bir göz ziyafeti sunan Kuzey ve Güney kutup ışıkları (Aurora Bolaris ve Aurora Australis) bu şekilde oluşur. Bu olayda etken Güneş rüzgarlarıdır. Bunların çarpışmasıyla iyonlaşan moleküllerin oluşturduğu ortam bir plazmadır. Konunun daha iyi anlaşılabilmesi için aşağıdaki animasyonları izleyiniz: 7. Animasyon: Madde ve Cisim (3) 8. Animasyon: Katı Maddeler (3) 9. Animasyon: Sıvı Maddeler (3) 10. Animasyon: Gaz Maddeler (3) 11. Animasyon: Maddenin 4. Hâli Plazma 60 MAE VE ÖZELLİKLERİ

19 ÖRNEK - 1 Aşağıdaki maddelerin bazı özellikleri verilmiştir. Özelliklerin hangi hâle ait olduğunu belirtiniz. a) Tanecikler aras boflluk çok azd r. b) Moleküller birbiri üzerinden kayar. c) Maddenin en düzenli hâlidir. d) yi bir iletken olup elektri i ve s y iletir. e) Belirli bir flekilleri yoktur. f) Belirli bir flekilleri vard r. g) Belirli bir flekli ve hacmi yoktur. h) Kimyasal reaksiyonlar çok h zl d r. ) Bulunduklar kab tamemen doldurur. i) Elektrik ve manyetik alanla etkileflir Katı Sıvı Gaz Plazma ÇÖZÜM a) katı b) sıvı-gaz c) katı d) plazma e) sıvı-gaz f) katı g) gaz h) plazma ı) gaz i) plazma ÖRNEK - 2 Aşa ğı da ki olay lar han gi de ği şi me ait ise kar şı sın da ki ku tu ya ko yu nuz. Olay Fiziksel değişim Kimyasal değişim Olay Fiziksel değişim Kimyasal değişim 1 Etin kokmas 13 Kar oluflumu 2 Cam n k r lmas 14 Grizu patlamas 3 K ra oluflmas 15 Fotosentez olay 4 Buzun suda erimesi 16 Peynirin küflenmesi 5 Kat ya lar n erimesi 17 Sütün ekflimesi 6 a lar n donmas 18 apra n sararmas 7 emirin paslanmas 8 Meyvenin çürümesi 9 Hava gaz n n yanmas 10 Gökkufla n n oluflmas 11 o urttan ayran yap lmas 12 emek tuzunun elektrolizi Alkolün buharlaflmas Naftalinin süblimleflmesi fiekerin suda çözünmesi Hamurun mayalanmas Sütten yo urt yap lmas Reçelde flekerlenme olmas ÇÖZÜM ukarıdaki değişmeleri; fiziksel ve kimyasal olarak gruplandırdığımızda; Fiziksel değişim : Camın kırılması, kırağı oluşması, buzun suda erimesi, katı yağların erimesi, yağların donması, gökkuşağının oluşması, yoğurttan ayran yapılması, kar oluşumu, alkolün buharlaşması, naftalinin süblimleşmesi, şekerin suda çözünmesi, reçelde şekerlenme olması. Kimyasal değişim : Etin kokması, demirin paslanması, meyvenin çürümesi, hava gazının yanması, yemek tuzunun elektrolizi, grizu patlaması, fotosentez olayı, peynirin küflenmesi, sütün ekşimesi, yaprağın sararması, hamurun mayalanması, sütten yoğurt yapılması. MAE VE ÖZELLİKLERİ 63