Fizik Nedir

9. SINIFLAR için hazırlanmış kolaydan zora doğru sıralanmış yüz soruluk bir fasikül dür. office 2007 de hazırlanmıştır.

YAKUP ATBİNİCİ

indir

ÇALIŞMALARINIZDA BAŞARILAR DİLERİM.         YAKUP ATBİNİCİ

indir(office 2007)

Her derste olduğu gibi fizik dersinde de verim ve başarı öğretmene, öğrenciye ve ortama bağlıdır. Okulun fiziksel durumu ve imkanları bir tarafa bırakıldığında, öğrencinin fizik dersinde başarılı olması öğretmen ve öğrenciye yarı yarıya bağlıdır.
Fizik dersinin öğrenciler tarafından, önceden zor bir ders olarak duyulması, fizik derslerinde matematiğin çok kullanılması ve konuların işlenmesinde mantığın yürütülmesi, fiziği zorlaştıran başlıca etkenlerdir.
Öğretmenin öğrencinin seviyesine inmesini bilmesi, konunun anlaşılmasında en önemli rolü oynar. Günlük hayattan örneklerle işe başlamak, öğrencinin önceden bilim dışı yolarla edindiği ön yargılarını yok etmek, öğrencinin önceden öğrendiği şeylerin yanında yeni ve ilginç konuların işleneceği ip ucunu vermek derse merakı artırır.
Fizik derslerinde problem çözme, geleneksel öğretme metotlarımızdan biridir. Bu yöntemde, öğrenci her şeyi öğretmenin anlatmasıyla öğrenmektedir. Öğrencinin kendisinden bir katkı yoktur. Öğrenci uygun bir formül kullanarak ve kritik düşünmeden, dikkatsiz bir şekilde problemi çözmeye çalışır. Her şeyden öte öğrenci, önceden yanlış olarak bildiği şeyler tarafından avlanır.
Fizik problemleri her zaman bir kaç adımda çözülür. Bu adımların her konu için sıraya konulması öğrencilerin anlamasını kolaylaştırır. Yani her konunun kendisine göre bir öğrenme stratejisinin belirlenmesi gerekiyor.
Öğrenciyi ince düşünmeye sevk etmeliyiz. Bunun başarmanın yollarından biri de ters köşeye yatırma yöntemidir. Bu yöntemde, soracağımız problemin cevabı, öğrencinin beklediğinin dışında çıkmaktadır. Bu tür problemler öğrenciyi, problemi çözmeden önce düşünmeye sevk etmektedir. Ezbere çözüme gitme fırsatını engellemektedir. Böylece öğrenci bildikleriyle, bulunan sonuç arasındaki ayrıcalığın farkına varmış olur. Bu tür problemlerin her konunun içinde kullanılması faydayı artırır.
Fizik derslerinde görsel eğitimin verilmesi, problemleri büyük ölçüde ortadan kaldırır. Basit bilimsel gösterilerle, önce öğrencinin merakını artırıp, sonra gerekli formülleri anlatım eşliğinde öğretip, öğrenilen konun laboratuarda pekiştirilmesi, fizik dersi için takip edilecek en uygun adımlardır.
Fizik derslerinde karşılaştığımız en büyük engellerden bir tanesi öğrencilerin matematik yönlerinin zayıf olmasıdır. Bir öğrenci fizik olarak konuyu öğrendikten sonra, belli bir seviyenin ötesine geçemiyorsa bu öğrenci matematik olarak eksiktir. O da, matematik derslerin halledilmesi gereken bir meseledir. Örneğin bir problemde iki bilinmeyenli denklemin çözümüne kalkışırsanız harcayacağınız zaman, toplam zamanın yarısını almaktadır.
Her öğrencinin zeka seviyesinin eşit olmadığı hepimizin bildiği bir şeydir. Kimi öğrencinin bir defada öğrendiğini bir çok öğrenci birkaç anlatmadan sonra öğrenmektedir. Burada dikkat edilmesi gereken husus şudur. Geç de olsa herkes konuyu öğrenmektedir.
Öğrencilerimizin ders çalışma ve öğrenme konusunda yeterince bilgiye sahip olmaması, çeşitli psikolojik sıkıntılara sebep olmaktadır. Bundan dolayı geç öğrenen öğrencilerin moral olarak takviye edilmesi ve anlamadıklarında veya yapamadıklarında kesinlikle hoşnutsuzluk belli etmemek gerekmektedir.
Öğrenciler ilgi alanları nispetinde her derse farklı ilgi duymaktadır. Fiziğin öğrencilerin ilgi alanlarına en rahat girmesi gereken bir mesele iken, yanlış yönlendirme sonucu bu başarılamamaktadır. Günlük hayatta en çok fiziğin kullanılması fizik için büyük bir avantajdır. Fakat bunlar öğrencilere yeterince ulaştırılmadığından, öğrenciler fizik derslerine karşı soğuk durmaktadırlar.
Öğrencinin motive olması istenilen başarının elde edilmesinde en büyük rolü oynar. Motivenin öğrenci üzerindeki etkisini bir fıkra ile anlatalım.
Meşhur ağalardan birinin kızı evlenme yaşına geldiğinde, ağa çevredeki bütün gençleri toplayıp içlerinden en cesaretlisini seçip kızıyla evlendirmek istiyor. Bunun için büyük hazırlıklar yapıp gençleri bir akşam yemeğine davet ediyor. Yenilip, içilip eğlendikten sonra, ağa gençleri havuzun başına toplayıp konuşma yapıyor. Konuşmasında, önünde bulunan büyükçe havuzu gösterip, içinde timsahların bulunduğu bu havuza kim atlarsa ona istediği üç şeyi vereceğinim diyor. Havuzu geçen genç isterse ağanın büyük bir arazisini, isterse bol miktarda parasını, isterse kızını alacak. Ağa konuşmasını bitirir bitirmez suya atlama sesi geliyor. Gençlerden bir tanesi hızlıca yüzerek diğer taraftan havuzdan çıkıyor.
Ağa genci yanına çağırıp cesaretini güzelce övdükten sonra, arazisini teklif ediyor, genç kabul etmiyor, parayı teklif ediyor, genç yine ret ediyor. ‘O zaman kızımla evlenmek istiyorsun her halde’ diyor. Genç yine kabul etmiyor. ‘Peki ne istiyorsun’ diyince ‘beni suya iten züppenin ismini öğrenmek istiyorum’ diyor.
Bizlerde öğrencilerimizi motive adına içinde timsahların bulunduğu bir havuza atmalıyız. Öğrenciler kazdıkları motiveyle istediğimiz havuzu geçerler.
Fizik derslerinin derste öğrenilmesi gerekmektedir. Öğrencinin sonradan evinde oturup başaracağı bir okuma dersi değildir. Bundan dolayı bütün bir dersin yoğun ama sıkıcı olmadan anlatılması gerekir. Bunun için öğretmenin ses tonu, sınıf içinde farklı zamanlarda farklı konumlarda bulunması, fıkra anlatması, bir ara ders dışına çıkması, belli yerleri tekrar etmesi, öğrenciyi dersin içine çekmesi önemli faktörledir.
Fizik derslerinde ödev verilmesi ve bu ödevlerin kontrol edilmesi dersin anlaşılmasında önemli bir faktördür. Ödev konusunda çektiğimiz en büyük sıkıntı, öğrencilerin birbirinden ödevleri kopya etmesidir. Bunun için ödevi yapan öğrencilerden rast gele seçip tahtada bir soru çözmesini istemek, bu problemin önü bir miktar tıkamaktadır.
Sonuç olarak fizik gerçekten zordur, fakat anlaşıldığında en kolay ders seviyesine düşmektedir. Öğrencilerimize fizik öğretirken başta çekilecek bir miktar zahmet sonradan büyük avantaj sağlamaktadır. Burada şunu belirtmekte fayda vardır. Yukarıda anlatılanlar eğitim sistemimizin bozukluğundan dolayı öğretmenler tarafında uygulanmamaktadır. Sistemin gerektirdiği şartlarda ders işlenmektedir.

Fizik eğitimi Türkiye şartlarında formüllerin ezberlendiği ve formüllerin verilen problemlerde kullanıldığı bir ders olarak algılanmaktadır. Tabi ÖSS’de çıkan yorum sorularının bu fizik imajını ne kadar yıktığı ya da değiştirdiği ayrıca tartışılması gereken bir konu…

Biz bu makalemizde fizik dersi anlatılırken, kullandığımız metotlardan daha farklı bir metot kullanırsak dersimize olan sevgiyi ve dolayısıyla dersimizin anlaşılmasını artırabilir miyiz düşüncesiyle kritik düşünme sisteminden bahsetmek istiyoruz.
Özellikle sayısal kabiliyeti zayıf sınıflarda kullanılması tavsiye edilen bu sistemi öncelikle tanımlayalım. Ama bu, sayısal sınıflarda yararsız olduğu anlamına gelmez. Tam aksine sayısal kabiliyetleri iyi sınıflarda çok daha güzel neticeler verdiği tecrübelerle sabittir.

Kritik düşünme: Bilgininin analiz edilip işlenmesi, deney ya da gözlemlerle toplanan bilginin kritiğe tabi tutulması sonucu eğitimin sağlanması olarak tanımlayabiliriz. Ayrıca bireyin ya da öğrencinin öğretilecek konunun içine değişik stratejiler kullanılarak çekilmesi işlemi olarak da ifade edebiliriz.

Böyle genel bir giriş yaptıktan sonra, kritik düşünme sisteminin güzelliklerinden okuyucularımızın mahrum olmaması için konuyu biraz daha somutlaştıralım.

Biz kritik düşünme sistemiyle, öğretmen tabanlı eğitim sisteminden öğrencinin de eğitimin içinde olduğu bir sistemden bahsediyoruz. Bu sistemde, bilgi öğretmen tarafından al bakayım evladım kuvvet budur, Newton’un kanunları şunlardır, yazın bakalım demek yerine. Öğrencinin bu konuya sorular sorarak ısındırılması ya da öğrencinin bu konu hakkında kendisinin sorular oluşturması sağlanması, sonra bu soruların oluşturduğu atmosferle konuya hâkimiyet kazandırılarak konuyu yaşıyor gibi öğrenmesi…

Kritik düşünme sisteminde her zaman biraz şüpheci davranmak, konuyla alakalı saçma sapan da olsa öğrencilerin sorular sorması ya da bu konu hakkındaki fikir yürütmeleri ve fikirlerini belirtmeleri dersin aktif olması ve bütün bunların sonucunda verilmesi gereken bilgiler varsa bunların öğrencinin kendisinin bulmasını sağlayarak eğitimin verilmesidir.

Fakat burada disiplinin kaybedilmemesi adına sınıfa, siz bu konuda neler düşünüyorsunuz deyip çocukların geyik yapmasını sağlamak yerine, mesela birkaç öğrenciden bir grup oluşturularak, bunlara siz Newton’un birinci kanununu günlük hayatta nasıl kullandığımızı şu kağıda yazınız ve bunu bitirdiğinizde, sunumunu tahtada yapacaksınız demek, bu öğrencilere birebir sorumluluk vererek derse katılmaları sağlanmış olur. Yoksa “Arkadaşlar, kim Newton’un birinci kanunu günlük hayatta nerelerde gözlemliyoruz” sorusuna cevap vermek ister?” demekten daha verimli olmuş olur. Eğer başka bir soru varsa bunu da başka bir öğrenci grubuna vererek öğrencilerin fikir üretmesi ve bunları arkadaşlarıyla paylaşması sağlanmış olur. Tabi bu gibi aktiviteler bazı öğretmenler tarafından, bununla zaman kaybedeceğime üç soru daha çözerim, sınıf daha iyi öğrenir demek sınıfta her geçen gün dersten kopan ya da dersten sıkılan öğrencilerin dertlerine deva olamayacaktır.

Genel olarak kritik düşünme sistemini öğrencilerimiz ve öğretmenlerimiz kullandığında, öğrencilerimiz artık pasif, sadece verileni alan bireyler yerine, aktif, soru soran, sorulan olayları irdeleyerek analiz edebilen ve bunlardan sonuç çıkarma kabiliyetine sahip, düşünen bireyler olacaklardır.

Öğrencilerimiz ve öğretmenlerimiz artık daha açık fikirli, yeniliklere ve yeni fikirlere daha açık olacaklardır. Bu sayede bireyler basmakalıp eğitim sisteminden kurtularak zevkli, yaşayarak öğrenilen bir sistemin içinde bulunacaklardır. Açık fikirlilik ise farklı bakış açılarını ve perspektifleri göz önünde bulundurmak ve olayları inceleyerek popüler olmasa bile yeni fikirleri yeni açıklamaları deliller eşliğinde kullanmakla mümkün olacaktır.
 

Kritik düşünme sisteminde öğrencilerimizin konuyu kendi cümleleriyle ifade etmeleri çok önemlidir. Eğer ifadelerde herhangi bir hata varsa bunu öğretmen demokratik bir şekilde uyararak ifade etmesi öğrencinin kendini ifade etmesinde ve kendine güvenini kazanmasında oldukça faydalı olacaktır.

Konuyu daha fazla uzatmayı düşünmüyorum, inşallah bundan sonraki makalemizde kritik düşünme sisteminin nasıl uygulanacağını anlatan stratejileri bir fizik konusunu kullanarak vermeyi planlıyorum. Kalın sağlıcakla…

Osman Mutlu

Hareket konusu anlatırken, öğrencilerin tren ve tünel sorularında anlamada zorlandıklarını görürüz.  Çocukların zihinlerinden geçen cümleler çok çeşitlidir.Trenler birbirini ne kadar sürede geçer? Tren tüneli ne kadar zamanda geçer?  Trenler! Tüneller!..  Yardım etmek ve bu konunun anlaşılmasını sağlamak öğretmene düşer.
Bazı fizik sorularında ayrıntılar sorunun çözümünü hayal edilmesini engellerler. Soruyu basite indirgeyerek bu tip sorulardaki ayrıntılardan kurtulup, sorulanı ve çözüm metodunu net olarak görür ve uygulayabiliriz.
Bu tip sorularda  ‘ nokta metodu’ ile  isimlendirdiğim bir metod kullanarak öğrencileri  ayrıntılardan kurtarıp kolayca anlaşılmasını sağlayabiliyorum.
Hareket konusu işlendikten sonra konuyu verirken şöyle bir yol izlenelebilir.
(Burada örnekler kavramsal olarak verilecek, ara basamaklar atlanacaktır)
Örnek 1: Birbirlerine doğru hareket eden A ve B arabaları arasındaki uzaklık x kadar olsun, bu arabalar ne kadar süre sonra karşılaşırlar?

Örnek 2:  A ve B arabaları arasındaki uzaklık x kadar olsun, A arabası B  arabasını ne kadar süre sonra yakalar?

Örnek 3:  Ön uçları yanyana olan A ve B trenleri birbirlerini ne kadar süre sonra tamamen geçerler?

(Burada nokta metoduna geçiyoruz. Şekilde belirtilen noktalar harici kısımlar öğrencilerin yoğunlaşmasını engeller.)
 Noktaların belirlenmesi ve bağıntıların kurulmasıyla bu soru kolayca çözülüyor.

•  Trenler üzerindeki her bir nokta o trenle aynı hıza sahiptir.
•  İki trenin birbirini tamamen geçmesi demek şekilde verilen iki noktanın aynı hizaya gelmesi demektir.
• Bu iki nokta arasındaki uzaklık trenler uzunlukları toplamına eşittir.
• Bu aşamada 1. örneğe benzetecek olursak X=lA+lB  dir.
• Buradan lA+lB =(VA+VB)t bulunur
• Sonuç: t= (lA+lB)/(VA+VB)
• Mesela lA=lB=l ise ve VA=3v, VB=v ise t=2l/5v bulunur.

Örnek 4:  A treninin ön ucu B treninin arkasıyla aynı hizadadır. A treni B trenini ne kadar süre sonra tamamen geçer?

•  Trenler üzerindeki her bir nokta o trenle aynı hıza sahiptir.
•  A’ nın B’ yi geçmesi demek şekilde verilen iki noktanın aynı hizaya gelmesi demektir.
• Bu iki nokta arasındaki uzaklık trenler uzunlukları toplamına eşittir.
• Bu aşamada 2. örneğe benzetecek olursak X=lA+lB  dir.
• Buradan lA+lB =(VA-VB)t bulunur
• Sonuç: t= (lA+lB)/(VA-VB)
• Mesela lA=lB=l ise ve VA=3v, VB=v ise t=l/v bulunur.

Örnek 5:  A ve B trenleri aynı hizadadır. A treni B trenini ne kadar süre sonra tamamen geçer?

•  Trenler üzerindeki her bir nokta o trenle aynı hıza sahiptir.
•  A’ nın B’ yi geçmesi demek şekilde verilen iki noktanın aynı hizaya gelmesi demektir.
• Bu iki nokta arasındaki uzaklık şekle göre A trenin uzunluğuna eşittir.(Buraya dikkat edelim geçecek trenin uzunluğu önemli olduğu açıkça görülüyor.)

• Bu aşamada 2. örneğe benzetecek olursak X=lA  dir.
• Buradan lA =(VA-VB)t bulunur
• Sonuç: t= (lA)/(VA-VB)
• Mesela lA=l ise ve VA=3v, VB=v ise t=l/2v bulunur.

Simetri bir düzenin ve güzelliğin göstergesi.
Kar tanelerindeki simetri, çam kozalaklarındaki simetri bize tabiattaki simetrinin güzelliklerini seyretme imkanı veriyor. Fizik sorularında ise yine simetriyi kullanarak bu güzelliklerden istifade etmiş oluruz.Bazı soruların simetrik çözümlerini sizlerle paylaşmak istedim.
Hepimiz biliriz ki ışık veya herhangi bir küresel tanecik, düzgün bir yüzeyden simetrik olarak yansır.

Dolayısıyla bütün düz aynalarda görüntü aynaya göre simetriktir.
Denge sorularında da simetriye rastlarız. Eğer şekildeki gibi ipler kütle merkezine göre simetrik olarak asılırsa ;

( T ) lerin kütle merkezine göre momentleri eşit olacağından gerilme kuvvetleri eşit olur.
 Bir küre şekildeki gibi dengede kalıyorsa bütün kuvvetler(yüzeylerin tepkileri N ’ler ve ağırlık) birbiriyle simetriktir.

Bütün kuvvetler birbirlerine eşittirler.

Elektrik akımında da simetriyi görebiliriz.
Londra olimpiyatlarında çıkmış bir eşdeğer direnç sorusu var. Her bir direnç  R kadarsa devrenin eşdeğer direnci nedir? diye soruluyor.

Burada seri paralel veya harflendirmeler işe yaramayacaktır. Fakat akımın dağılımındaki simetriyi görebiliyorsak çözümümüz kolaylaşacaktır.

Devrenin iki ucu arasındaki potansiyel fark V= 6I.Reş     herhangi bir yolu takip ettiğim zaman ise  V=  2I.R + I.R + 2I.R   bir birine eşittir.  Yani Reş = 5/6 R olur.

Yine aynı olimpiyatlarda sorulmuş başka bir soru ise şöyle;

 Burada da her bir direnç R kadardır. Bizden eşdeğer direnci istiyor.

Buradaki simetriyi görebilirsek işimiz çok daha kolay.

Akım yukarı ve aşağı kollara simetrik olarak dağılacağından devreyi şekildeki gibi çizmemiz mantıklı olacaktır ki artık dirençler seri ve paralel durumdadır. Reş= 2,5 R olur.
Bir kütle merkezi sorusunda ise 8r yarıçaplı dairesel levhadan 2 tane 2r yarıçaplı dairesel levha çıkarılarak simetrisine ekleniyor. Yeni kütle merkezi nerededir? Deniyor.
    

Burada parça çıkardığımız büyük levhanın kütle merkezi değişmemesi için sol taraftaki 4 tane dairesel levhayı birlikte alıyorum. Büyük levhanın iki tarafından da parça çıkarmış gibi oluyorum yine kütle merkezi O da kalıyor.

Şimdi büyük parça ile küçük parçaları kütle merkezlerini klasik yönelme buluyorum.Kütle merkezi K noktası çıkıyor.

İçi boş yüklü bir kürenin içerisinde elektrik alanın nasıl olduğunu öğrenciler hep merak ederler. Bazen de pandoranın kutusunun kapağını kaldırmak istemedikleri için de sormazlar. Peki, nasıl bu olayı açıklayabiliriz. Kullanabileceğimiz bir kaç örnekten bahsetmek istiyorum.
Kürenin merkezinde elektrik alan niçin sıfırdır?
Küre olayına biraz alıştırmayla geçelim özdeş +q yüklerin iki tanesini bir doğru üzerine yerleştirelim. Yükleri birleştiren doğrunun orta noktasında (O noktası diyelim) elektrik alan değeri tabiiki sıfırdır.

Şimdi +q yük sayısını artıralım. Önce 4 yük sonra 8 yükü şekillerdeki gibi simetrik olarak yerleştirelim. O noktasındaki bileşke elektrik alan bu durumlarda da simetrik olan yüklerin birbirlerinin eşit şiddette ama ters yöndeki elektrik alanlarını yoketmeleri sebebiyle sıfır olur. Yük sayısının simetrik olarak yerleştirilmesine devam etmekle bileşke alan şiddetinin değişmeyeceği sonucuna öğrenciler varırlar.

Simetrik yüklerin sayısının çokca artırırsak bir çember üzerinde simetrik olarak yerleştirilen yüklerin elektrik alanı sıfır olur. Son aşamada yükleri 3 boyutta simetrik olarak yerleştirirsek yüklü bir küreye özdeş bir durum oluşur böylece yüklü kürenin merkezinde elektrik alan sıfır olur.

ŞEKİL 1
Not: Çizilen şekillerden ilk dört tanesi ayrı ayrı çizilebileceği gibi tek şeklin adım adım çizimi gibi de değerlendirilebilir. 8 yükten sonrasına gerek olmamasına rağmen göze güzel hitap ediyor.

Küre içinde herhangi bir noktada elektrik alan niçin sıfırdır?
Küre içindeki P noktasnın A ile gösterilen seçilen bölgeye uzaklığı 2d B ile gösterilen bölgeye uzaklığı d olsun.

Bu konilerin tepe açıları aynı olduğundan ve benzerlikten dolayı B’nın alanı bir S ise A’nın alanı 4S olacaktır. Yükler küre yüzeyinde düzgün dağıldıkları için A ve B yüzeylerinin yükleri ise 4Q ve Q kadar olacaktır.

Elektrik alan uzaklığın karesiyle ters ve yükle doğru orantılı olduğundan ve bölgelerin oluşturdukları elektrik alanlar eşit büyüklükte ve zıt yönlü oldukları için P noktasında toplam elektrik alan sıfır olur.

Bu ilişki küre içindeki bütün noktalar için kurulabileceği için yüklü küre içinde bütün noktalarda, merkez dahil, elektrik alan sıfır olacaktır.

Bu konuyla ilgili başka fikirleri olan arkadaşların fikirlerini bekliyor hepinize yeni dönemin hayırlı olmasını diliyorum.
Mustafa DEMİR
phyosh@yahoo.com
forphysics@gmail.com