Fizik ve Ölçme Fizik deneysel gözlemler ve nicel ölçümlere dayanır Fizik kanunları temel büyüklükler (nicelikler) cinsinden ifade edilir. Mekanikte üç temel büyüklük vardır; bunlar uzunluk (l), zaman (t) ve kütledir (m) dir. Dogru, güvenilir ve tutarlı ölçümler yapabilmek için bir standart tanımlanmak zorundadır. Bu amaçla Uluslararası Birim Kurulu “SI” adı verilen bir sistem ile uzunluk, kütle ve diger temel büyüklükler standart hale getirilmistir. 10/2/2014 AG Uzunluk(Length) Uzayda iki nokta arasındaki mesafe Ekim1983’de Işığın vakum ortamında 1/299 792 458 saniyede aldığı yol 1 metre olarak kabul edilmiştir. Bazı ölçülmüş yaklaşık uzunluklar; 1 ışık yılı 9,46 x 1015 m Dünya ile Ay arasındaki ortalama uzaklık 3,84 x 108 m Dünyanın ortlama yarıçapı 6,37 x 106 m Hidrojen atomunun çapı ˜ 10-10 m 10/2/2014 AG Bazı cısımlerın Yaklaşık kütleleri; Güneşin kütlesi 1,99 x 1030 kg Dünyanın kütlesi 5,98 x 1024 kg Hidrojen atomunun Kütlesi 1,67 x 10-27 kg Elektronun kütlesi 10/2/2014 Kütle (Mass) SI temel kütle birimi kilogramdır (kg), 1887 de platinum–iridium alaşım silindirin kütlesi olarak kabul edilmiştir. (International Bureau of Weights and Measures at Sèvres, France). 9,11 x 10 -31 kg AG Zaman(Time) Cesium-133 atomundan yayılan Bazı yaklaşık zaman ölçüleri; ışımanın 1 yıl 3,2 x 107 s titreşim periyodunun 9 192 631 770 katı 1 saniye olarak tanımlanır. 10/2/2014 Dünyanın yaşı 1,3 x 1017 s Görünür ışık dalgalarının periyodu ˜ 10-15 s Nukleer bir çarpışmanın süresi ˜ 10-22 s AG SORU 1 Dünya nın kütlesi ve elektronun kütlesi nasıl ölçülür? 10/2/2014 AG 10 un kuvvetleri için ön ekler 10/2/2014 AG Türetilmiş nicelikler Uzunluk, kütle ve zaman temel fiziksel niceliklerdir. Bu nicelikleri kullanarak türetilenlere türetilmiş nicelikler denir. örnek olarak; Yoğunluk = kütle / hacim Hız = yol / zaman 10/2/2014 AG Anlamlı Rakamlar Ölçümler her zaman beraberlerinde belirsizlikleri getirir.Belirsizligin degeri ölçümde kullanılan aletlerin kalitesi, deneycinin yetenegi ve ölçüm sayısı gibi faktörlere baglı olabilir. Bir kaç büyüklük çarpıldıgında elde edilen sonuçtaki anlamlı rakam sayısı, duyarlılıgı en az olan çarpandaki anlamlı rakam sayısı ile aynıdır. Aynı kural bölme islemine de uygulanır Toplama ve çıkarma isleminde sonuçtaki ondalık basamak sayısı toplamdaki herhangi bir terimin en küçük ondalık basamak sayısına esit olmalıdır. 10/2/2014 AG • Anlamlı rakam: doğru olduğu kesin bilinen rakamdır • Fiziksel ölçülerde bir ve yalnız bir tahmini veya şüpheli rakama müsaade edilir ve buna da anlamlı rakam gözüyle bakılır. • 4,87 cm (Milimetre bölmeli bir cetvelle uzunluk ölçülmüş) • Yukarıdaki 7, 6 veya 8 de olabilir. Ne olursa olsun bu rakam ölçülen uzunluk hakkında faydalı bir şey ifade eder. • Anlamlı rakam sayısı: 3 • Virgül’ün anlamlı rakamlar üzerinde hiçbir etkisi yoktur. • 48,7 – 0,0487 gibi.. Bunlarda anlamlı rakam sayısı: 3 10/2/2014 AG Aşağıdaki sayıların 3 anlamlı rakamla yazılması • • • • 1,2446 6,2563 76,254 87,35 1,24 6,26 76,2 87,4 • Kural 1: Terk edilen ilk anlamsız rakam 5 den küçük ise korunan son rakam olduğu gibi kalır, değilse 1 artırılır. • Kural 2: Terk edilen ilk anlamsız rakam 5 ve korunan son anlamlı rakam tek ise son anlamlı rakam 1 artırılır • Kural 3: Terk edilen ilk anlamsız rakam 5 ve korunan son anlamlı rakam çift iseAG değiştirilmez 10/2/2014 Etkileşimler Galaksilerle mi yoksa elektronlarla mı ilgileniyoruz? Temel fizik prensipleri hepsi içindir. Yola çıkışta bakış açımız; Değişim varsa etkileşim de vardır. 10/2/2014 AG Maddeyi oluşturan nedir? Maddenin atomlardan oluştuğunu biliyoruz. Atomların da elektronlar, protonlar ve nötronlardan oluştuğunu. Bir atom neye benzer? Bir atom tanesi en iyi optik mikrpskopla bile görülemez. Yani bir insana göre on milyar kez küçük fakat bir protona göre atom oldukça büyüktür. 20. yy öncesinde atomun varlığından şüphe duyulmaktaydı. Einstein görünmeyen bu parçacıkların daha büyük parçacıkları etkileyerek varlıklarını hissettirdiklerini gördü. 10/2/2014 AG Hidrojen atomunda kaç elektron ve proton vardır? Hidrojen evrenin en önemli bileşenidir diyebiliriz. Bir elektron ve bir proton içerir. proton sayısı= atom numarası atomik kütlesi 10/2/2014 AG 10/2/2014 AG Atomlar birleşerek moleküllerl oluşturur ancak molekül içerdiği atomlardan farklı özellikler gösterir. Örneğin su molekülü H2O, hidrojen ve oksijen atomundan farklı özellikler gösterir. O H 10/2/2014 AG H ? Isı 10/2/2014 AG etkileşimler neler? •gravitasayonel etkileşimler •elektriksel etkileşimler •manyetik etkileşimler •nükleer etkileşimler 10/2/2014 Bu etkileşimleri nasıl tespit ediyoruz? •Cismin hareket doğrultusundaki değişimden •Süratindeki değişimden •Hızındaki değişimden •Karakterindeki değişimden •Biçimindeki değişimden •Sıcaklığındaki değişimden AG Newton un 1. Hareket yasası Etkileşim ve hızdaki değişim arasındaki ilişkiyi belirler; bir cisim başka bir cisimle etkileşmediği sürece düzgün bir doğru boyunca ve sabit hızla ilerlemeye devam eder 10/2/2014 AG y x 10/2/2014 al’ g]le. AG z 10/2/2014 AG 10/2/2014 AG Vektörlerle matemetiksel işlemler •Toplama R + W •Çıkarma R - W •Vektörün büyüklüğünü bulma R r •Birim vektörü bulma •Bir vektörün skalerle çarpılması veya bölünmesi 3a b /2 veya •Bir vektörün değişim oranını bulma a at •Vektörlerde çarpma (Skaler ve vektörel) 10/2/2014 AG a Vektörlerde toplama ve çıkarma işlemi •Uç uca ekeleme metodu •Paralelkenara tamamlama metodu •Bileşenlerine ayırma metodu •Bileşke vektör bulmada sinüs ve cosinüs teoremleri 10/2/2014 AG •Uç uca ekeleme metodu a vektörünün bittiği yereden itibaren b vektörü doğrultusu, yönü ve büyüklüğü değiştirilmeden eklenir. a vektörün başlangıcından b vektörü eklendikten sonra ulaşılan noktaya çizilen vektör iki vektörün toplamını verir. Söz konusu işlem çıkarma işlemi ise yani a vektöründen b vektörü çıkarılacak ise be vektörünün zıt yönlüsü, büyüklüğü değiştirilmeden a vektörünün ucuna eklenir. 10/2/2014 AG •Paralelkenara tamamlama metodu a ve b vektörlerine paralel vektörler çizilerek bir paralelkenar oluşturulur ve vektörlerin birleşme noktasından oluşan yeni köşeye çizilen vektör toplam ya da bileşke vektör olur. Çıkarma işleminde hangi vektör çıkarılıyorsa onun zıt yönlüsü alınarak işleme devam edilir. 10/2/2014 AG •Bileşenlerine ayırma metodu Her bir bileşen kendi arasında toplanır veya çıkarılır. Toplamada yer değiştirme Çıkarmada yer değiştirme Birleşme 10/2/2014 AG Bir Vektörün Büyüklüğü y Ry R Rx Rz z 10/2/2014 x Bir vektörün büyüklüğü daima pozitif bir sayıdır ve skalerdir Ancak vektörün bileşenleri pozitif, negatif veya sıfır olabilir. AG Birim vektörler y j i k x Bir vektörün doğrultusunu belirtmenin bir diğer yolu birim vektörlerle ifade etmektir. Birim vektör büyüklüğü 1 kabul edilen ve belli bir doğrultuyu gösteren vektördür. Şekilde x, y ve z kartezyen koordinatlarına ait i, j ve k birim vektörleri gösterilmiştir. Birim vektörler üzerlerinde şapka işaretiyle gösterilirler. z 10/2/2014 AG Birim vektörün hesaplanması Bir vektör, vektörün doğrultusundaki birim vektörle, vektörün büyüklüğünün çarpımı şeklinde ifade edilir. Bu ifadeden birim vektör, 10/2/2014 AG SORU 2: Bir araba önce doğuya 50 km, sonra kuzeye 30 km ve daha sonra hareket doğrultusuna göre 300 açıyla Kuzey doğuya 25 km sürülüyor. Vektör diyagramını çizerek toplam yerdeğiştirmesini belirleyiniz. SORU 3: olarak verilen yer değiştirme vektörlerinin toplamının büyüklüğü ve doğrultusu nedir? 10/2/2014 AG SORU 4: Bir golf oyuncusu birinci vuruşta topu 4 m kuzeye, ikinci vuruşta 2 m güneydoğuya ve üçüncü vuruşta ise 1 m güneybatıya atiyor. Birinci vuruşta topu deliğe sokabilmesi için gereken yerdeğiştirme vektörünün büyüklüğü ve doğrultusu nedir? 10/2/2014 AG •Bileşke vektör bulmada cosinüs ve sinüs teoremleri 10/2/2014 AG Skaler Çarpım a . b = a b cosΦ bu ifadedenin sağ tarafındaki a ve b, vektörlerin büyüklükleri ve Φ açısı da vektörler arasındaki açıdır. Eşitliğin sağ tarafının tamemen skaler olduğuna dikkat ediniz. Bu çarpım aynı zamanda nokta çarpım olarak da adlandırılır. a cos Φ, a vektörünün b vektörü doğrultusundaki bileşenini verir. a Φ b 10/2/2014 a.b=b.a AG Skaler çarpım işleminde yer değiştirme kuralı geçerlidir. Örnek : a = 3 i - 4 j ve b = -2 i + 3 k vektörleri arasındaki açıyı hesaplayınız. Çözüm: 10/2/2014 AG Vektörel Çarpım a X b vektörel çarpımı büyüklüğü a b sin Φ olan yeni bir vektör verir. Eğer a ve b vektörleri paralel veya antiparalel ise vektörel çarpımları sıfır olur. Vektörler arasındaki açı 900 ise vektörel çarpımın sonucunun büyüklüğü maksimum olur. Vektörel çarpım sonucu bulunan yeni vektörün doğrultusu çarpılan vektörlerin oluşturduğu düzleme diktir. 10/2/2014 AG Örnek: Skaler çarpım bölümünde örnekte verilen vektörlerin vektörel çarpımının sonucu nedir? Çözüm: 10/2/2014 AG
© Copyright 2024 Paperzz
