İçindekiler FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ 1. Bölüm : Fizik Bilimi ve Bilimsel Bilginin Ortaya Çıkışı... 5 2. Bölüm : Modelleme Ölçüm ve Birim Sistemleri...14 2. Ünite MADDE VE ÖZELLİKLERİ 1. Bölüm : Madde ve Özkütle...19 2. Bölüm : Katılar, Akışkanlar ve Plazmalar...33 3. Ünite KUVVET VE HAREKET 1. Bölüm : Bir Boyutta Hareket...49 2. Bölüm : Kuvvet...77 3. Bölüm : Newton un Hareket Yasaları...88 4. Ünite ENERJİ 1. Bölüm : İş, Güç ve Enerji...105 2. Bölüm : Mekanik Enerji...116 3. Bölüm : Enerjinin Korunumu ve Enerji Dönüşümleri...125 4. Bölüm : Verim...132 5. Bölüm : Enerji Kaynakları...136 5. Ünite ISI ve SICAKLIK 1. Bölüm : Isı, Sıcaklık ve İç Enerji...141 2. Bölüm : Hâl Değişimi...149 3. Bölüm : Enerji İletim Yolları ve Enerji İletim Hızı...158 4. Bölüm : Genleşme...165
FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ 1. Bölüm : Fizik Bilimi ve Bilimsel Bilginin Ortaya Çıkışı FİZİK BİLİMİ Bilim Nedir? Yaşadığımız Dünya yı ve evreni çalışmalar kısaca bilim olarak tanımlanabilir. İnsanoğlunun bu arayışı bilimsel çalışmaların temelini oluşturmuştur. Doğa olaylarından, canlı varlıklarla ilgili olanları, maddenin yapısal özellikleri ile ilgili olan- ları kimya, maddenin özellikleri ile bunlar üzerinde gerçekleşen olayları ise konusu içindedir. Fizik Nedir? Fizik, arasındaki etkileşimi inceleyen ve doğada gerçekleşen olaylarla ilgili mantıklı açıklamalar üretmeye çalışan uygulamalı bir bilim dalıdır. Bu bilimle uğraşan insanlara da Fizik, çevremizdeki maddi evrende meydana gelen her türden olayın denilir. ve nasıl meydana geldiğini yani olayları şekillendiren ya da yöneten yasaları inceleyen, araştıran bilim dalıdır. Yaşadığımız dünyayı hatta tümüyle evreni etkileyen veya şekillendiren yasalar, fizik yasalarıdır. sorusu fizikçileri ilgilendirir. Örneğin suyun cisimleri kaldırması ile ilgili kuralları ortaya koyan fizikçiler, gemiler ile yapılan taşımacılığa temel oluşturmuşlardır. Güneş tutulması, gök kuşağı oluşumu, şimşek gibi olaylar fiziğin incelediği olaylardır. Neden ve Niçin Fizik Öğrenmeliyiz? Fizik bilimine dayalı olarak üretilen teknolojinin toplumların gelişmesine sağladığı katkılar sayılamayacak kadar çoktur. Bu nedenle ve diğer fen bilimi disiplinlerinin önemi gittikçe artmaktadır. Atom bombasının kullanılması ile fiziğin önemi bir anda artmıştır. Fiziğin gücü anlaşılmış ve buna bağlı olarak fizik Bilimsel verilen önem artmış, eğitim yeni yaklaşımlar ile getirilmiştir. bireylerden oluşan toplumlar hem yeniliklere kolayca uyum sağlar hem de kendileri yeniliklere önderlik edebilirler. 9. Sınıf Fizik Kolay Öğrenme Kılavuzu 5
FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ Hayatımızın hemen hemen her kesitinde karşılaştığımız ve bir çok durum fizik ile ilgilidir. Fizik dersi konularının ile bağlantılı olduğunu kavrayan öğrencinin olan ilgisi artacaktır. Eğer bu ilişkiler okulda kurulmaz ise teknolojinin egemen olduğu günümüzde bireyler daha kolay bir yaşantı için gerekli bilgi ve becerileri Fizik Ne ile Uğraşmaz? Fizik, dışındaki hiçbir şeyle ilgilenmez. dünyamızla ilgilenmez, korku, sevinç, kaygı, üzüntü, ruhlarla ilgilenmez. Maddenin var olmasından önce ne olduğuyla ilgilenmez. Düşüncenin ürettiği kavramlarla ilgilenmez. Teoloji ile ilgilenmez. Genel olarak fizik ötesi ( ) ile de ilgilenmez. Örnek.. 1 Fiziğin uğraş alanına; I. Şimşek çakması II. Elektrik yüklerinin birbirini itip çekmesi III. Teknikdirektörlerin basın açıklaması verilenlerinden hangileri girer? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Fiziğin Alt Alanları Fizikle ilgili çalışmalar tarihi gelişim sürecinde geleneksel olarak,,, optik, termodinamik gibi alanlara ayrılmıştır. 1900 lü yılların başlarından itibaren de atom fiziği, nükleer fizik ve katıhâl fiziği alanlarında çalışmalar başlamıştır. Günümüzde her ne kadar fiziğin alt alanları sanki ayrı birer bilim dalıymış gibi kendi sahalarında derinleştikçe derinleşmiş olsalar da bunlardan herhangi birinde elde edilen yeni bir bilgi diğerlerinde de kullanılabilmektedir. 1. ile bunlar arasındaki enerji ilişkilerini inceler. Dalgaların oluşmasından makinelerin çalışma prensiplerine kadar çok geniş bir uğraş alanı vardır. 2. Maddenin yapısındaki ve sahip olduğu elektrik yükleri ile bunların neden olduğu elektrik alan ve elektriksel kuvvetleri konu edinir. Yıldırımlardan elektrikli ev aletlerine kadar çok geniş bir uygulama alanı vardır. 3. Temelde hareketi ile oluşan manyetik alanları ve manyetik konu edinir. Yön bulmaktan, tıpta kullanılan manyetik rezonans uygulamalarına kadar birçok alanda yararlanılır. 6 Kolay Öğrenme Kılavuzu
1. Bölüm : Fizik Bilimi ve Bilimsel Bilginin Ortaya Çıkışı 4. Optik davranışı ile aydınlanma, gölge oluşumu, yansıma ve kırılma gibi ışık olaylarını inceler. Gözün görmesinden renklerin oluşumuna kadar birçok olay optiğin uğraş alanına girer. 5. Termodinamik Temelde ısı olaylarını ve enerjinin ısı ile ilgili kısmını inceler. Suyun kaynamasından buzulların erimesine kadar ısı ile ilgili konularla ilgilenir. 6. Atom Fiziği Fiziğin, maddeyi oluşturan atomları, atomların yapısını ve özelliklerini, atomların birbirleri ile ilişkilerini inceleyen bir dalıdır. Mikroskobik fizik alanındaki gelişmeler günümüzde bilim alanında bir devrim niteliği taşıyan nanoteknolojiye ulaşılmasını sağlamıştır. 7. Nükleer Fizik Atom çekirdeğini inceleyen fizik dalıdır. Her ne kadar atom bombası gibi zararlı uygulamaları geliştirmiş olsa da radyasyondan korunma yollarını öğretir ve günümüzde enerji üretiminde vazgeçilmez bir yeri vardır. 8. Katıhâl Fiziği Yapılarında gözlenen simetri, daha kolay incelenebilme ortamı oluşturduğu için özellikle kristal özelliğe sahip olan maddeleri inceleyen fizik dalıdır. Elektroniğin teorisini oluşturur. Örnek.. 2 Aşağıdakilerden hangisi fiziğin alt alanlarından biri değildir? A) Atom fiziği B) Termodinamik C) Mekanik D) Elektrik E) Hareket Örnek.. 3 K : Isı, Sıcaklık L : Işık M : Kuvvet ve Hareket K, L, M ile verilen konu başlıkları ilköğretim 7. ve 8. sınıfta gösterilmiştir. Bu başlıklar fiziğin alt alanlarından hangilerine girer? 9. Sınıf Fizik Kolay Öğrenme Kılavuzu 7
FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ Fizik, Diğer Bilim Dalları ve Teknoloji Fizik bilimindeki bilgiler diğer (biyoloji, kimya, coğrafya v.s) olayları açıklamada yardımcı olur. Fizik, gözün yapısı, görme olayı, renklerin birbirinden ayırt edilmesinin nasıl gerçekleştiğini açıklamada yardımcı olur. Fizik, bileşik oluşumunu açıklamada kullanılır. Fizik bilimiyle, daki alçak ve yüksek basınçlar, atmosferdeki hava olayları, fırtına ve rüzgârlar izah edilebilmektedir. Ayrıca fizik bilimiyle coğrafyadaki fay hareketleri, depremler ve tsunami olayları izah edilebilmektedir. Nükleer fizikteki yenilikler, elektromanyetik gelişmeler, günümüz toplumunun gelişmesinde önemli yer tutan; televizyon, bilgisayar, elektrikli ev eşyaları, nükleer silahlar gibi ürünlerin gelişmesine neden olmuştur. Termodinamikteki yenilikler motorlu taşımanın, mekanikteki yenilikler de başta inşaat sektörü olmak üzere bir çok alanda gelişmeye neden olmuştur. Fiziğin;,,, gibi bir çok dalındaki gelişmeler yine tıp dalında ilerlenmesine neden olmuştur ve olmaktadır. Bu açıdan bakıldığında Fizik biliminin bir çok bilimle ve buna bağlı olarak bir çok meslek grubuyla çok yakın irtibatı vardır. Fizik, Günlük Yaşam ve Teknoloji Fizik bilimi ile arasında sıkı bir ilişki vardır. Bilim ve teknoloji birbirini tamamlar. Bilimsel çalışmalarla uygulamaya yönelik bilgiler üretilir ve bu da teknolojik ilerlemeye neden olur. Teknolojik gelişmelerde bilimsel araştırmaların daha iyi şartlarda yürütülmesini sağlar. Dolayısı ile bilimsel gelişmelere hız kazandırır. O halde bir taraftan fizik bilimi birçok teknolojik gelişmeye yol açarken diğer taraftanda teknolojideki yükselmesi de fizik bilimine katkıda bulunur. Örnek.. 4 l. Mekanik ll. Optik lll. Elektromanyetik Bilgisayar ternolojisinde yukarıda verilen fiziğin alt alanlarının hangilerinden yararlanılır? A) Yalnız l B) Yalnız ll C) l ve ll D) l ve lll E) l, ll ve lll Ödev.. 1 I. Fizik bilimi ile teknoloji arasında sıkı bir ilişki vardır. II. Bilim ve teknoloji birbirini tamamlar. III. Fizik bilimi teknolojideki standartların yükselmesini sağlar. Yukarıdaki ifadelerden hangileri doğrudur? A) Yal nýz I B) Yal nýz II C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III Cevap: E 8 Kolay Öğrenme Kılavuzu
1. Bölüm : Fizik Bilimi ve Bilimsel Bilginin Ortaya Çıkışı Bilimsel Bilgi Bilimsel çalışmalar ve bilimsel, bilimsel dayalıdır, belirli yöntemler ve metodlar izlenerek gerçekleştirilir. Bu yöntemlere denir. Fizik ile ilgili bilimsel bilgilere ulaşırken de planlı ve sistemli bir şekilde çalışırlar. Bilimsel çalışmada ilk önce incelenecek problem tespit edilir. Problem belirlendikten sonra problem durumunu açıklayan verileri elde etmek için gözlemler, deneyler, inceleme ve araştırmalar yapılır. Gözlem Bir olayla ilgili olarak duyu organları yardımı ile bazı araç ve gereçler kullanarak yapılan incelemelere denir. Bir çok fiziksel olay, duyu organlarına yardımcı olan bir takım teknolojik araçlarla gözlenmiştir. Gözlemler ikiye ayrılır. Bunlar dir. 1. Herhangi bir ölçme aracı kullanmadan kullanıla- rak yapılan gözlem çeşididir. 2. Duyu organları ile birlikte da kullanılarak yapılan gözlem çeşididir. Nitel ve nicel gözlemler birbirinin tamamlayıcısıdır, karşıtı değildir. Olaylarda her ikisi de birlikte kullanılabilir. Çünkü gözlemlerdeki ölçmelerde elde edilen veriler kadar gözlemler sırasında olayların nasıl gerçekleştiğinin l. Termometreden sıcaklığın okunması ll. Temas ettiğimiz bir nesnenin sıcak olduğunu söylememiz Örnek.. 5 nitel olarak izlenmesi de öğrenme sürecinde önemli yer tutar. lll. İki farklı kaynaktan çıkan seslerin şiddetlerini ayırt edebilmemiz Yukarıda verilenlerden hangileri nicel gözlemdir? A) Yalnız l B) Yalnız ll D) l ve lll 9. Sınıf Fizik C) l ve ll E) l, ll ve lll Kolay Öğrenme Kılavuzu 9
FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ Örnek.. 6 Niçin fizik öğrenmeliyiz? sorusunun cevabı aşağıdakilerden hangisi olamaz? A) Fizik eğitime yeni yaklaşımlar kazandırıldığı için B) Entelektüel kişilik kazanmak için C) Yeniliklere kolayca uyum sağlamak için D) Hayatta karşılaştığımız birçok durumun fizikle ilgili olmasından dolayı E) Teknolojik gelişmeleri algılayabilmek için Örnek.. 7 Fiziğin tarihsel gelişimi içerisinde aşağıdaki kişilerden hangisi yer almaz? A) Aristoteles B) Galileo C) Newton D) Balzac E) Pascal Örnek.. 8 Aşağıdakilerden hangisi nicel gözlemdir? A) Ocaktaki suyun kaynadığını gören Ali nin suyun sıcaklığının 100 C olduğunu söylemesi B) Güneş in battığını gören Oğuz un saatin 18.00 olabileceğini söylemesi C) Odanın yüksekliğini ölçen Ahmet in oda yüksekliğinin 3 m olduğunu söylemesi D) Tencereye dokunan Kemal in tenceredeki yemeğin soğuk olduğunu söylemesi E) Odadaki ışığın yetersiz olduğunu gören Ayla nın odadaki ışık şiddetinin az olduğunu söylemesi Ödev.. 2 Aşağıda verilenlerden hangisinde fizik yoktur A) Deniz topunun suda yüzmesi B) Bir pile bağlanan ampulün ışık vermesi C) Fazla şişirilen balonun patlaması D) Yeni doğan çocuklara isim verilmesi E) Isıtılan suyun sıcaklığının artması Cevap: D 10 Kolay Öğrenme Kılavuzu
1. Bölüm : Fizik Bilimi ve Bilimsel Bilginin Ortaya Çıkışı Deney Deney; bilimsel bir varsayımı, ya da doğruluğunu göstermek amacıyla yapılan uygulamalardır. Deneyler, olayların bağlantıları üzerinde bilgi edinmek, bilinmeyen bir şeyi bulmak, bilinen bir şeyi test etmek amacıyla yapılır. Deneyde bir bağımlı ve bir ya da daha fazla bağımsız değişken arasındaki ilişkiler gözlemlenir ve deney bu amacı geçerli olarak yerine getirebilen herhangi bir sürece işaret eder. Deney, duruma göre, duruma göre gerçek hayatta gerçekleştirilebilir. Yapılan kontrollü bir deneyde, bizim kontrolümüzde olan değişkene neticesinde de nasıl etkilendiği incelenen değişkene hiç değiştirilmeyen değerler vardır ki bunlara da kontrol değişkeni ya da, bu değişken denir. Bununla birlikte deneyde denir. Mesela sıvı basıncının sıvı derinliğ ile olan ilişkisinin araştırıldığı bir deneyde sıvı derinliği değiştirilerek basınç değeri kontrol edilir. Bu durumda; sıvı derinliği bağımsız değişken, basınç ise (sıvı derinliğine bağlı incelenen değer olduğu için) bağımlı değişkendir. Sıvı cinsinin etkisi incelenmediğinden dolayı deneyde sıvı cinsi de sabit tutulan değişkendir. Hipotez Bilim insanları topladıkları verilere bağlı olarak, inceledikleri problemi çözebilmek için önce bir dizi hipotez kurarlar. Hipotez, bilimsel bir problemin verilere dayalı olarak kurulan yoludur. Hipotezler kurulduktan sonra sürekli olarak test etme sürecine tabi tutulur. Bundan sonra ler yapılarak hipoteze dayalı tahminlerin ve hipotezin geçerliliği ve doğruluğu araştırılır. Kontrollü deneylerden sonra elde edilen verilerin, kurulan da destekliyorsa ne ölçüde desteklediğine karar verilir. destekleyip desteklemediğine ya Örnek.. 9 Deney; I. bilinmeyeni bulmak II. bilineni test etmek III. bilgi edinmek amaçlarından hangileri için yapılır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I, II ve III Örnek.. 10 Bir cisme uygulanan kaldırma kuvvetinin büyüklüğünün sıvı yoğunluğu ile ilişkisinin araştırıldığı deneyde bağımlı ve bağımsız değişkenler nelerdir? Bağımlı değişken Bağımsız değişken A) Kaldırma kuvveti Sıvı yoğunluğu B) Cismin hacmi Sıvı yoğunluğu C) Sıvı yoğunluğu Cismin kütlesi D) Sıvı yoğunluğu Cismin yoğunluğu E) Kaldırma kuvveti Cismin kütlesi 9. Sınıf Fizik Kolay Öğrenme Kılavuzu 11
FİZİK BİLİMİNE GİRİŞ Rasyonel Yaklaşım Bilgiye sadece ulaşılabileceği yaklaşımına rasyonalizm denir. Rasyonalizm bilginin asıl kaynağının da olduğunu kabul eder. Rasyonalizm akıl yolu ile yöntemiyle evren hakkındaki cevaplara ulaşılmasının mümkün olacağı düşüncesini savunur. Rasyonelizme göre, kesin olarak nitelendirilebilecek bilgi yalnızca akıl aracılığı ile edinilebilir. ilgili kısmı rasyonel düşün- Fizik ve metafizik birbirinden ayrılmış iki farklı dal olduğundan işin ceye uygunluk göstermektedir. Rasyonalizm kesin bilgi kaynağı olarak genellikle bilimini gösterir. Delil ve Çıkarım Herhangi bir bilginin doğruluğunu gösteren verilere denir. Bu veriler; kanaat verici,, herhangi bir argüman olabilir. İşin fizik kısmına bakan yönüyle de le ulaşılan bilgiler birer delildir. Bu bağlamda bilimsel bilginin deliller işaret eder. Ancak yapılabilecek bir çok bilimsel hata yani delil olarak ortaya konulmuş argümanlardaki farkedilemez kusurlar, delillerinde bir yere kadar anlam taşıyacağı gerçeğini ortaya koyar. Daha sonra bu delilleri çürütecek yeni delillere rastlanabilir. Yapılan testler, deneyler sonucu ulaşılan bulgu ve verilerden hareketle sonuca varmaya denir. Çıkarım, bir delilden, düşünce yoluyla başka delile ulaşmadır. Bir ya da daha çok delilden başka bir delil ya da delillere ulaşma da bir çıkarım dır. Örnek.. 11 I. Rasyonalizm bilginin kaynağının akıl olduğunu kabul eder. II. Rasyonalizm tümden gelim yöntemini kullanır. III. Rasyonalizm kesin bilgi kaynağı olarak fizik bilimini gösterir. Yukarıda verilen yargılardan hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III Örnek.. 12 (I) Dev gemilerin suda yüzmesi sıvıların kaldırma kuvvetine bir delildir. (II) Bir delilden başka delillere ulaşma bir çıkarım olduğu için (III) bu delilden hareketle sıvılar cisimlere kaldırma kuvveti uygular ifadesi bir çıkarımdır. Yukarıda verilen paragrafta numaralandırılmış kısımlarda geçen bilgilerden hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III 12 Kolay Öğrenme Kılavuzu
1. Bölüm : Fizik Bilimi ve Bilimsel Bilginin Ortaya Çıkışı Not: 9. Sınıf Fizik Kolay Öğrenme Kılavuzu 13
2. Bölüm Modelleme Ölçüm ve Birim Sistemleri Fizikte Modelleme ve Matematiğin Yeri Fizikte model oluşturmak demek, herhangi bir olay, olgu ya da hipotezin sağlamak de- mektir. Her bilim dalında olduğu gibi fizikte de bir konu ile ilgili oluşturulan model, gerçek olayı anlamaya yardımcı olur. Modelleme, gerçeğe benzer görüntülerin yapılması, senaryoların düzenlenmesi, gerçek bir olaya benzetilerek yapılan kopyaların, zihinde tasarlanan olay ve olguların gerçek yaşamda canlandırılmasıdır. Modelleme;,,,,, hızı ayarlanabilir, test aracıdır, tekrarlanabilir, düşündürür, zaman kazandırır. Atom çekirdeğinin ve elektronlarının gösterildiği resim ya da maketler fiziksel birer modeldir. Dünya nın manyetik alan çizgilerinin gösterimi fiziksel bir modeldir. Mıknatısın manyetik alan çizgilerinin gösterimi fiziksel bir modeldir. Elektrik alan çizgilerinin gösterimi fiziksel bir modeldir. Fizikte bir atomun iç yapısı ile ilgili ortaya konan model, kimya bilimindeki kimyasal değişme konularının daha iyi tanımlanmasına yardımcı olmaktadır. Atom modelleri, Dünya nın manyetik alanı, mıknatısın manyetik alanı, elektromanyetik dalgalar, elektrik alan çizgileri vb. modeller, fiziğin daha iyi anlaşılmasını sağlar. Bilim adamları çalışmaları ile ilgili değişik modeller hazırlayarak çalışmalarını daha somut hâle getirirler. Matematik, Fiziğin Dilidir. Fizik ile ilgili konuların açıklanmasında matematiğin sel olaylar rolü vardır. Matematik kullanılarak fizik- tanımlanabilir. Fiziksel bir modelde yapılan test sonuçlarının bir anlam ifade edebilmesi için, verilerin analiz edilmesi, tablo çıkarılarak grafik oluşturulması, matematiksel bağıntılar çıkarılması ve bağıntıya uyarlanması gerekir. de birer modeldir. İletkenin direnci R, iletkenden geçen akım i, iletkenin uçları arasındaki potansiyel fark V olmak üzere; dir. Aşağıda verilenlerden hangisi modellemenin özelliklerinden olamaz? A) Tekrarlanabilir olma B) Kontrol edilebilir olma C) Görsel olma D) Ana hedef olma E) Ekonomik olma 14 Kolay Öğrenme Kılavuzu Örnek.. 13 Bu bağıntı bir modeldir. Fizikte buna benzer yüzlerce formül vardır.