FİZİĞİN DOĞASI

1. FİZİĞİN DOĞASI

2. Fizik Nedir ? Fizik madde ve enerji arasındaki etkileşimi inceleyen ve doğadaki olaylara sistematik ve akılcı bir açıklama getirmeye çalışan en temel bilim dalıdır. • Temel amacı, doğayı incelemek ve doğal olaylarını anlamaktır. • Fiziğin ilgilendiği zaman ve uzunluk birimleri diğer bilim dallarına kıyasla hayal edebildiğimiz en uzun aralıklardır. • Fizik, diğer fiziksel bilimlerin (Kimya, astronomi, jeoloji) temelidir.  • Fiziğin evrensel dili matematiktir. Fizikteki bütün kavram ve denklemler matematiksel olarak ifade edilir.

3. Fiziğin Alt Dalları Fizik,evrendeki nesne ve olguları farklı alt dallarda inceler.

5. Fiziğin araştırma metotları çoğunlukla deney ve gözlemdir. Deneysel çalışmalarda doğru sonuçlara ulaşabilmek için gözlem çok önemli bir yer tutar. GÖZLEM ; herhangi bir doğa olayının duyu organları ya da araç-gereç kullanılarak ölçülmesidir. Fizikte Gözlem ve Deney

6. Nitel Gözlem ;Ölçü araçları kullanmadan,çoğunlukla duyu organları yardımıyla yapılan gözlemlerdir. Kişiye göre değişiklik gösterebilir.(Özneldir.) Elmanın tatlı olması Arabanın kırmızı olması Asitin keskin kokması Tahtanın sert olması Çaydanlıktaki suyun sıcak olması Nicel Gözlem ; Bir ölçü aracı kullanılarak yapılan kesin gözlemlerdir. Kişiden kişiye değişmez.(Nesneldir.) Hava sıcaklığının 30C ölçülmesi Atmosfer basıncının 76cmHg ölçülmesi Bir kişinin boyunu ölçmek Eşit kollu terazi ile kütle ölçmek Çaydanlıktaki suyun 80C olması GÖZLEM

7. Doğada karşımıza çıkan olayları anlayıp,ilkelerle açıklayabilmek için belli bir yöntem izlenmelidir.Bu yöntemin belli bir sırası ve aşamaları vardır. Bilimsel Çalışma Yöntemi

8. Bilimsel bir araştırmaya başlanırken önce problem saptanır,açık ve anlaşılır şekilde tanımlanır. • Nitel ve nicel gözlemler yapılarak problemle ilgili veriler toplanır.Veriler problemlerle ilgili gerçekleri içerir. • Eldeki veriler ışığında probleme çözüm olabilecek bir hipotez kurulur.İyi bir hipotez; deney ve gözlemlere açık olmalı,toplanan tüm verilere uygun olmalıdır. • Hipoteze dayalı tahminler yapılır.Bu tahminler kurulan hipotezden mantıklı sonuçlar çıkarılmasıdır.Tahminler genellikle ‘’ Eger ….. ise,……’dır.’’ şeklindedir. • Tahminler kontrollü deneyler ve nicel gözlemlerle test edilir. • Deneyler ve gözlemler tahminleri doğrular nitelikteyse hipotez gerçeklik kazanır.Aksi durumda ise eldeki verilerle yeni hipotezler kurularak çalışmaya devam edilir. • Gerçekler tekrarlanan deneylerle büyük ölçüde kabul edilebilirse teori halini alır.Teorilerin çürütülebilme ihtimalleri vardır. • Bir teorinin doğruluğu bütün bilimlerce kabul edilir ve evrensel geçerlilik kazanırsa yasa(kanun) halini alır.

9. Bir Bilimsel Çalışma Örneği : • PROBLEM ; Elektrik telleri neden uzayarak aşağı doğru sarkmaktadır? • GÖZLEM ; Elektrik tellerinin boyları yazın daha uzun olmaktadır(Nitel Gözlem) Bodrum’da kışın ölçülen bir elektrik teli 3.50m iken yazın bu değerin 3.83m olduğu görülüyor.(Nicel Gözlem) • HİPOTEZ ; Elektrik tellerinin uzamasının sebebi sıcaklık artışı olabilir. • TAHMİN ; Elektrik tellerinin uzamasının nedeni sıcaklık artışı ise tüm metal teller sıcaklık artışı karşısında uzamalıdırlar. • KONTROLLÜ DENEY ; Aynı boydaki aynı cins iki metal telden biri sabit sıcaklıkta tutulurken diğerinin sıcaklığı arttırılarak boy değişimi gözlenir.Bu deney farklı metal çiftleri ile de tekrarlanır.(Bakır,gümüş,altın,…. teller) • GERÇEK ; Yapılan deneyler sıcaklık artışının metallerin boylarını uzattığını gösterdi.Bu durumda hipotez gerçektir deriz. • TEORİ ; Bu aşamadan sonra devam eden deney ve gözlemlerde bu durumun aksini gösteren bir veri yoksa hipotez teori haline gelir. • KANUN ;Bugün de biliyoruz ki maddeler sıcaklık artışı karşısında hacimlerini arttırırlar.

10. Bir Bilimsel Çalışma Örneği : • PROBLEM ; Oldukça hızlı giden bir aracın ani fren yapması durumunda kaza yapmasının nedeni nedir? • GÖZLEM ; Trafik kazaları yağmurlu günlerde daha sık görülüyor.(Nitel Gözlem) Bir yıl boyunca ülkemizde gerçekleşen trafik kazalarının %60’ı yağışlı havalarda meydana gelmiştir.(Nicel Gözlem) • HİPOTEZ ; Trafik kazalarının nedeni yağmurlu günlerde yolların daha kaygan olmasıdır. • TAHMİN ; Kazaların sebebi yağışlı hava ise tüm araçlar yağışlı günlerde kaza yaparlar. • KONTROLLÜ DENEY ; Yapılan deneylerle yağışlı havalarda tüm araçların kaza yapmadığı görülür.Bu durumda tahmin doğru değildir ve terk edilir.Yeni bir hipotez kurularak bilimsel yöntem tekrarlanır.

11. ÖLÇME Bilimsel çalışmaların en önemli kısımlarından biri ölçmedir.Üzerinde çalıştığımız bir özelliği ölçebiliyor ve ona sayısal bir değer verebiliyorsak bilimsel bir çalışma yapmış oluruz. • Ölçme işlemi doğrudan ve dolaylı ölçme olarak iki şekilde yapılabilir. • Doğrudan Ölçme ; Ölçülen özellikle,ölçmede kullanılan aracın özelliği aynıdır. Metre ile uzunluk ölçülmesi,ölçü kabıyla suyun hacminin ölçülmesi,kütlenin terazi ile ölçülmesi,karış ile masa kenarının ölçülmesi • Dolaylı Ölçme ; Ölçülen özellikle ölçmede kullanılan aracın özelliği farklıdır. Sıcaklık ölçülürken,termometredeki civanın sıcaklık artışındaki genleşmesinden yararlanırır. Özkütle ölçülürken maddenin kütlesi hacmine bölünür. Ölçme yapılırken küçük hatalar olabilir.Bu hatalar,bilimsel çalışmayı etkilemeyecek kadar küçük olmalıdır.Hatalar;ölçümü yapan kişiden,ölçü aletinden veya ölçüm ortamından kaynaklanabilir.

12. Fiziksel Büyüklüklerin Birimleri • Ölçtüğümüz fiziksel büyüklüklerin sayı değeri yanında neye ait olduklarını bildiren birimleri de vardır. • Birim;karışıklığı önlemek ,anlaşılırlığı sağlamak ve fiziksel büyüklükleri sınıflandırmak için oldukça yararlı bir araçtır. • Fizikte büyüklükleri de iki şekilde inceliyoruz. • Temel büyüklükler tek bir niceliği içerir.Örn ; kütle,uzunluk,zaman,sıcaklık,ışık şiddeti,akım şiddeti,madde miktarı(mol) • Türetilmiş büyüklükler ise temel büyüklüklerin ilişkisi ile oluşturulmuştur.Örneğin ; kuvvet,basınç,hız..

13. Hız = Yer Değiştirme / Zaman V = x/t Kuvvet = Kütle.Yerçekimi F = m.g Basınç = Kuvvet/Yüzey Alanı P = F/S

14. Birimlerin Alt ve Üst Katları • Temel büyüklüklerin birimleri doğadaki tüm nicelikleri açıklamak için yeterli olmayabilir. • Örneğin bir masanın enini boyunu metre birimiyle ifade edebiliriz ama atomun yarıçapını ifade etmek için metre çok büyük bir birimdir. • Bu durumları kolaylaştırmak için birimlere bazı ön ekler getirilir.Bu ön ekler birimin çarpılması ya da bölünmesi gereken sayıları ifade eder. • Kilo,mega, giga,tera gibi ekler birimlerin üst katları ; desi,santi,mili,mikro,nano, piko gibi ekler ise alt katlarını ifade eder.

15. Örnek : 4GB kotalı internet kullanan bir abone, ayın ilk günü 700MB’lık üç film ve 4MB’lık yirmi beş şarkı indiriyor.Abonenin ayın diğer 29günü kullanmak için kaç GB kotası kalmıştır ?

16. Temel Büyüklüklerin Ölçülmesi 1)Kütle Değişmeyen madde miktarıdır ve terazi ile ölçülür.Ölçülecek kütlenin miktarına göre farklı özellikteki teraziler kullanılabilir.Bunlar dijital terazi,kantar,eşit kollu ve ya eşit kollu olmayan terazilerdir. Ağırlık ve kütle birbirinden farklı kavramlardır.Kütle madde miktarı ile ilgilidir ve bulunduğu yerden etkilenmez ama ağırlık cisme etki eden yer çekimi kuvvetidir ve yerçekimine bağlı olarak farklılık gösterir.

17. Eşit Kollu Terazi Eşit kollu iki kefeden ve bu kolların üzerine yerleştirilmiş hareketli bir kütleden oluşur.Bu kütleye binici denir ve dengeyi sağlamak için ileri geri hareket ettirilir. Terazinin ölçebileceği en küçük kütleye duyarlılık denir.Terazinin duyarlılığı ne kadar az ise o kadar hassastır. Duyarlılık ,binicinin bir bölme yer değiştirmesi olarak da ifade edilebilir . y x Terazinin dengesi ;

18. Örnek ; X ve Y cisimleri bir kolu 10eşit bölmeye ayrılmış şekildeki eşit kollu terazide binici 3.bölmedeyken dengededir.X’in kütlesi 10g,binicinin kütlesi 1g olduğuna göre Y’nin kütlesi kaç g’dır ? 3. y x

20. Örnek : X ve Y cisimleri eşit kollu terazide Şekil1 ‘de binici 3.bölmede ve K,L cisimleri Şekil2’de binici 2. bölmedeyken dengededir.Bu terazide K ve L bir kefeye,Y ve K diğer kefeye konarak dengelenmek istenirse binici hangi kolda kaçıncı bölmeye getirilmelidir ? X y K L

21. 2)Uzunluk Bir maddenin uzayda kapladığı yeri hesaplayabilmek için tüm boyutlarının uzunlukları bilinmelidir.Hacim ve alan gibi kavramlar uzunluklar yardımıyla hesaplanabilir. Uzunluk birimi metredir.Mezura,cetvel,kırık cetvel gibi aletlerle ölçülür. Uzunluk ölçüsü çok farklı boyutlarda olabilir.Örneğin atom çapını ölçmek için metre çok büyükken,gezegenler arasındaki mesafe için çok küçüktür. 1m = Angström (A) 1mm = Angström (A) 1dm3 = 1000cm3 =1L

22. Örnek ; 0.05 km kaç cm ‘dir ? Örnek ; 36 km/h hızla harekete eden bir aracın hızı ; I. 10 m/s II. 100 cm/s III.600 m/dk değerlerinden hangisi ve ya hangilerine eşittir ?

23. Örnek : Boyutları 20cm,40cm ve 50cm olan dikdörtgenler prizması şeklindeki depoya 30Litre su dolduruluyor. Depoda kaç L boşluk kalır ? 40cm 20cm 50cm

24. 3)Sıcaklık Günlük hayatta oldukça sık karşılaştığımız ve ölçümlediğimiz bir niceliktir.Örneğin hava durumu raporlarında ,hasta olduğumuzda, arabanın hararet göstergesinde ölçtüğümüz nicelik sıcaklıktır. Sıcaklık termometrelerle ölçülür.En sık kullanılan günlük hayattan da bildiğimiz sıvılı termometrelerdir.

25. 4)Zaman Hareketin olmadığı bir yerde zamanı kavramamız imkansızdır.Bu sebeple zaman birimleri de hareket baz alınarak tanımlanmıştır. Örneğin ; Saniye Sezyum-133 izotopunun 9.192.631.770 kez titreşmesi için geçen süredir. Yıl ; dünyanın güneş etrafında dönüşü için geçen süredir. Zamanı saat ya da kronometre ile ölçülür.Tarihsel süreç içerisinde farklı saatler kullanılmıştır.Gölge saati,kum saati

26. 5)Madde Miktarı Avagadro sayısı kadar (6,02.10^23) kadar tanecik içeren madde 1mol olarak tanımlanır.Birimi mol’dur. 6)Elektrik Akımı Bir iletkenin kesitinden birim zamanda geçen yük miktarıdır.Birimi amper(A)’dır. 7) Işık Şiddeti Kaynağın birim zamanda yaydığı ışık enerjisinin bir ölçüsüdür.Birimi candela(cd)’dır.

27. Fiziksel Büyüklüklerin Sınıflandırılması • Fiziksel büyüklüklerin değeri ve birimi o niceliğin tam olarak anlaşılabilmesi için yeterli değildir.Bunun yanında bazı kavramların yönü de bilinmelidir. • Örneğin ; 70km/h hızla yanınızdan hareket başlayan bir aracın 1saat sonra sizden ne kadar uzakta olduğunu bilirsiniz ama aracı yakalayabilmek için hangi tarafa yola çıkmanız gerektiğini bilemezsiniz.Çünkü aracın hız değeri yanında yönü de bilinmelidir. • Bunun gibi büyüklüğü yanında yönü de tanımlanabilen kavramlara yönlü (vektörel) kavramlar diyoruz. • Yön belirtmenin mümkün olmadığı kavramlar ise yönsüz (skaler) kavramlardır. • Vektörel kavramlara ; kuvvet,hız,yer çekimi,basınç,… • Skaler kavramlara ise ; zaman,uzunluk,alan,enerji,…. örnek verilebilir. B A S I N Ç

28. Vektörel Kavramlar ; • Vektörel kavramlarla skaler sayılarda olduğu gibi işlem yapamayız.Bu sebeple vektörel kavramları sembolize etmek için vektör dediğimiz yönlendirilmiş doğru parçalarını kullanılırız. Doğrultusu Büyüklüğü Yönü A vektörü ; A A ; güneybatı-kuzeydoğu doğrultusunda kuzeydoğu yönündedir. Başlangıç Nok.

29. Aşağıdaki boşlukları verilen kelimeleri kullanarak dolduralım. hayal – yaratıcılık nitel- nicel biyoloji birim hata     farklı kaynaklar termodinamik matematik nitel fizik • Madde ve enerji arasındaki ilişkileri inceleyen bilim dalına ..............denir. • Fiziğin bir alt bilim dalıdır. Isının madde içinde nasıl yayıldığını inceler. • Bitkilerde suyun, kökten yapraklara nasıl ulaştığının açıklanması fizik bilgilerinin…………….da kullanılmasına örnektir. • Fiziksel olayların incelenmesinde ………… gözlemler, ……….…..gözlemlerle karşılaştırıldığında daha objektif ve kesin bilgiler ortaya koyar. • Fizikle ilgili olayların açıklanmasında ………………………. kullanılması elde edilen verilerin daha hassas olmasını sağlar. • Bir öğrencinin kapalı bir kutunun iç yapısıyla ilgili yaptığı incelemelerde yalnızca duyu organlarını kullanması…………...……gözleme örnektir. • Fizikçiler inceledikleri olaylarla ilgili deneyler yaparak elde ettikleri verileri ….. Ve ………gibi bazı yetenekleri kullanarak akla uygun açıklamalar yaparlar. • Fizikle ilgili bir büyüklüğün ölçülmesi için kendi cinsinden ve ……………. adı verilen bir ölçüyle karşılaştırması gerekir. • Fizikte bir büyüklüğün ölçülmesinde , hesaplanan ölçüm değerinin gerçek değerinden farklı olması ölçmede …………….olarak bilinir. • ………fizik yasa ve teorilerinin ifade edilmesinde vazgeçilmez bir dildir.