Ödüllü Soru (06 – 20 Şubat 2007) – Sonuçlar

 

Ödüllü soru için vermiş olduğumuz süreyi 25 Şubat 2007 gecesine kadar uzatmıştık. Sonuçları açıklamamız biraz uzun sürdü ama nihayet doğru cevap verenleri ve kitap hediyesini kazanan kullanıcımızı açıklıyoruz. http://www.onlinefizik.com/content/view/950/182/ adresinde yaptığımız duyuruda data kayıpları olduğunu ve sonuç gönderenlerin tekrar göndermeleri gerektiğini belirtmiştik. Bu duyuru sonrasında gönderilen cevaplardan 2’si doğru. 

Soru çözümü için buraya tıklayınız.

Doğru cevap veren kullanıcılarımız:
Serkan Terleç (
Çözümü)
Süleyman Paşa (
Çözümü)

Kitap ödülün kazanan kullanıcımız Serkan Terleç.

Kendisini tebrik ediyoruz. Adresini almak üzere iletişime geçip kitap hediyesini adresine göndereceğiz.

Kavram Yanılgıları – Enerji

Araştırmalar sonucunda görülmektedir ki öğrenciler fizik konularında bir çok kavram yanılgısına sahiptirler. Öğrencilerin sahip oldukları bu kavram yanılgıları, onların günlük yaşamda çevre ile etkileşimli sonucu ortaya çıkmaktadır ve sınıfa geldiklerinde sahip oldukları bu ön kavramlar ile gelirler. Öğrencilerin sahip olabileceği kavram yanılgılarını bilmek bunları düzeltmek için çaba sarfetmenin ilk adımlarındandır.

Burada önemli bir fizik kavramı olan "enerji" hakkında sahip olunan bazı kavram yanılgılarının vereceğiz. Önümüzdeki günlerde, kavram yanılgılarını gidermekte bize yardımcı olacak "kavramsal değişim" metodları üzerine yazılarımız olacak.

Continue reading “Kavram Yanılgıları – Enerji” »

Esneklik

Esneklik

Bir cismin kuvvet karşısında şekli, boyu yada hacmi değişebilir.Kuvvet ortadan kalktığında tekrar eski halini alıyorsa, bu cisme esnek cisim, bu olaya da esneklik denir.
Fizikte cisimler esnekliklerine göre 3’e ayrılırlar;

*Rijit Cisimler
*Plastik Cisimler
*Esnek Cisimler

Rijit Cisimler

Cisme uygulanan kuvvet sonunda cisimde hiçbir değişiklik olmuyorsa bu tür cisimlere rijit cisimler denir.Taş, demir, çelik buna örnektir.

Plastik Cisimler

Cisme uygulanan kuvvet cisimde bir değişikliğe neden oluyorsa ve cisimde deformeye neden olup, kuvvetin etkisi kalktıktan sonra cisim eski haline gelmiyorsa bu tür cisimlere plastik cisimler denir.

Esnek Cisimler

Cisim üzerine uygulanan kuvvet cisimde bir değişikliğe neden oluyorsa ama kuvvet ortadan kalktıktan sonra cisim eski haline geliyorsa bu tür cisimlere esnek cisimler denir.

Uyarı

*Cisimler hâl değiştirdiğinde hacim esneklik sabiti de değişir.
*Aynı maddenin, gerilim ve hacim esneklik sabitleri farklıdır.

Katıların Esnekliği

Bir katıya kuvvet uygulandığı zaman katının özelliklerine ait iç reaksiyon kuvvetleri meydana gelir.Bu kuvvetler dıştan uygulanan kuvvetleri dengeleyerek cismin daha fazla deforme olmasını engeller.

Dışardan yapılan kuvvetler arttıkça cismin iç direncide artar.Bunların arasında belirli bir oran vardır ve doğru orantılı şekilde değişirler.

Katıların esnekliği ile ilgili ilk araştırmaları Robert Hooke yapmıştır.
Günümüzde “Hooke kanunu” adıyla adlandırılır.

Hooke Kanunu

Bir cisme uygulanan kuvvet büyük değilse meydana gelen deformasyon da bu kuvvet ile doğru orantılıdır.Bu ilkeden yola çıkarak katıların esneklik ilkelerini “zor” ve “zorlanma” kavramlarıyla açıklamıştır.

Zor: Büzülmeye sebep olan kuvvetle orantılı bir sabittir.Daha açık bir ifadeyle birim yüzeye etki eden dik kuvvettir. Zor=F/A dır.

Zorlanma: Bozulmanın derecesinin bir ölçüsüdür.Yani cismin boyundaki artışın ilk boyuna oranıdır.Zorlanma=DeltaL/Lson dır.

Hooke Kanununa göre; bir katı cisim için, zorun, zorlanmaya oranı sabittir.Bu sabit oran cismin esnekliğidir.

Zor/Zorlanma = Sabit = Esneklik = E

Uyarı

*Hooke Kanun, yalnız esneklik sınırından küçük zorlar için geçerlidir.

*Cisim üzerine etki eden F kuvveti cismi deltaL kadar esnetiyorsa, cisim üzerine iş yapıyordur.
Esnek bir cisme kuvvet uygulandığında sicim üç tür esneme gösterir.

*Gerilim Esnekliği
*Şekil Esnekliği
*Hacim Esnekliği

Gerilim Esnekliği

Uzunluğuna bir zorlamadır.Bir telin çekilmesi veya bir kirişin eğilmesi gibi.Cisimdeki gerilim esnekliği 4 şeye bağlıdır:

*Uygulanan Kuvvete
*Çubuğun İlk Boyuna
*Kesit Alanına
*Telin cinsi, yani esneklik sabiti E’ye bağlıdır.

***DeltaL = F.Lson/A.E

Bir sürekli esnemenin meydana geldiği en küçük zora esneklik sınırı denir.

Şekil Esnekliği

Bir cismin, kendine uygulanan kuvvet nedeniyle hacmini koruyarak şeklini değiştirmesidir.Bu tür olaylarda cisim kuvvet sonucunda hacmini değiştirmez sadece şeklini değiştirir.

***E = F.h/A.Delta x

Hacmin Esnekliği

Düzenli bir şekilde sıkıştırılan cismin buna karşı koyma özelliğine “hacmin esnekliği” denir.Bir küpe bütün yüzeylerden dik kuvvetlerin uygulandığını kabul edersek küpün şekli aynı kalır fakat hacmi azalacaktır.

***E = -(deltaP . V)/deltaV

 

Sıvıların Esnekliği

Katılar için geçerli olan esneklik özelliklerinin tümü sıvılar için geçerli değildir.Çünkü sıvıların belirli bir boyu yada şekli yoktur sadece hacimleri vardır.Bu yüzden sıvılar yalnızca hacimsel esneklik gösterirler.

***Zor = F/A = P dır.

Sıvı tarafından bu zor tüm yüzeylere dik olarak iletilir.Çünkü sıvı molekülleri her doğrultuda hareket eder.Dolayısıyla sıvıların hacimce esnemeleri oldukça küçüktür.

Sıvıların üzerine bir kuvvet etki ettiğinde sıvıda meydana gelen esneme;

***E = -(P.V)/deltaV dır.

Uyarı

*Pratikte sıvıların hacimce esnemeyeceği kabul edilir.
*Sıvılar yalnızca hacimce esneme özelliği gösterir.
*Esneklik sıvılar için ayırt edici bir özellik değildir.

Gazların Esnekliği

Moleküller arası uzaklık en fazla gazlarda vardır.Gaz molekülleri bir birinden bağımsız hareket ederler.Gazlar için esneklik ayırt edici bir özellik değildir.

***E = -(P.V)/deltaV dır.

Uyarı

*Esneklik katılar için ayırt edici bir özelliktir.Fakat sıvılar ve gazlar da değildir.
*Katılar, gerilim, şekil ve hacim esnekliği gösterirler.Gazlar ve sıvılar yalnız hacim esnekliği gösterirler.

 

 

Elektromanyetik Dalgalar

İnsanlar ışığın doğasını anlamak için birçok çaba gösterdi, ama bu kolay olmadı. 1864 yılında James Clerk Maxwell ışığın elektromanyetik dalgalardan oluştuğunu farketti. Işığın değişen bir elektrik alanı (E) ve yine değişen ve elektrik alana dik olan bir manyetik alan (B)’den oluştuğu önermesinde bulundu. E ve B’nin oranı her noktada aynı idi. Ama bunlar diğer bildiğimiz su dalgası veya ip üzerindeki bir dalgaya hiç benzemiyorlardı; çünkü ilerleyebilmeleri için bir ortam gerekmiyordu ve Maxwell bu elektromanyetik dalgaların uzay boşluğunda 2.998 x 108 m/s ‘lik bir hızla ilerlediklerini gösterebildi. Her dalga gibi bu dalgalar da devamlı dalgalar idi. Yani parça parça değillerdi. Aşağıda bir elektromanyetik dalganın animasyonunu görmektesiniz: (Mavi alan elktrik alanı, yeşil alan ise manyatik alanı simgelemektedir.)

                                                                    

Continue reading “Elektromanyetik Dalgalar” »

Fission ve Füzyon

İnsanoğlu tarih boyunca tabiatının vermiş olduğu merakla bilimsel çalışmalar yapmış ve bugünkü 21.yy biliminin oluşmasında milyonlarca bilgin rol almıştır.İnsanoğlunun ilkel düzeyde uğraştığı bilimden,günümüzdeki ileri düzeydeki bilim seviyesine gelinceye kadar bir çok çalışma ve zorluk insanlığın önüne çıkmıştır.İlkel düzeydeki bilimin içerisine falcılık girmiş,bunun yanısıra 4 elementi belli oranlarda karıştırarak altını oluşturmaya çalışan simyada girmiştir.Ama ne olursa olsun bilimin gelişiminde savaş ve kavgaların büyük rolü olmuştur.

Son söylediğim cümle belki size garip gelmiştir,ama bu doğru bir gözlemdir.Tarih içerisinde insanlar,büyük toprak parçalarına sahip olarak rahat yaşamak için savaşmışlar ve bu savaşlardan galip çıkabilmek için de o günün en iyi silahlarını kullanmaya çalışmışlardır.Savaşlar,benim tasvip etmediğim bir uğraş çeşididir;ancak savaşların bilimi geliştirdiği(doğrudan ya da dolaylı geliştirme) bir gerçektir.İlkel çağlarda insanların savaşları atlar,oklar ve mızraklar ile yapılıyordu.Metallerin ok ve mızrak darbelerine dayandığı tespit edilmesi ile beraber o günün gelişmiş orduları zırhları kullanmaya başlamıştır.Daha sonraki yıllarda çinlilerin barutu bulması ile beraber top sistemleri geliştirilmiş ve bu da o günün ileri ordu düzeneklerinde yer almıştır.Daha sonraki dönemde ise patlayıcılar,tüfekler ve roket sistemleri bulunmuş ve bu bir süreç içerisinde devam etmiştir.rn 20.yy içerisinde yaşanan dünya savaşlarının ikincisi olanında,ünlü bilgin Einstein Amerika başkanına uyarı mahiyetinde bir mektup gönderirir.Bu mektup,nükleer enerjinin kullanılmaması ile ilgilidir.Dönem içerisinde büyük araştırmalar yapan ve maddenin içerisindeki gücü keşfeden Einstein,bu enerjinin tahrip amaçlı kullanılmasının ne gibi sonuçlar doğuracağını Amerikan başkanına bildirmiş,ancak Hiroşima ve Nagazaki kentlerine birer megatonluk bombaların atılmasını önleyememiştir.Ünlü bilgin araştırmaları sonucu kararsız elementlerin uyarılması sonucu bölünmeye uğrayacağını ve sonuçta büyük bir enerjinin çıkacağını bulmuş ve bu olaya “fission” adı verilmiştir.Uranyum,toryum ve plütonyum gibi elementler reaktörlerde zenginleştirilerek mineralize edildikten sonra nötron ile bombardıman edilirse ortaya bir zincirleme reaksiyon çıkmakta ve nötronlar,parçalanan atom parçaları ve büyük bir enerji bu reaksiyonun ürünleri olmaktaydı.İşte Einstein,bu enerjinin tahrip amacıyla kullanılmaması için çok uğraşmış,ancak bunu önleyememiştir.Japonya’da,bugün bile bu kentlerde doğan çocuklar sakat doğmakta,kanser oranının çok fazla olduğu ise araştırmalar sonucu ortaya çıkmaktadır.Günümüzde ise bu enerji tipi daha çok elektrik üretimi amacıyla nükleer santrallerde kullanılmakta ve Dünya’nın her tarafında bu gücün silah amacıyla kullanımı yasaklanmaktadır.rn 20.yy içerisinde yıldızlardaki enerji tiplemesi de bulunmuş ve bu enerji tiplemesine ise “füzyon” adı verilmiştir.Fissionda nasıl ki bir parçalanma var,füzyonda ise tam tersi,birleşme vardır.Günümüzde yapılan çalışmalar itibariyle döterium ve tridium adı verilen hidrojen elementleri, yüksek ısı ve basınç altında birleştirilerek helyum ve enerji üretilebileceği ortaya konulmuştur.Bu enerji ise,fissiondan binlerce kat daha fazladır.Ama reaksiyonun başlatılabilmesi için ilk etapta fission reaksiyonu kullanılmaktadır.Yani döterium ve tridium elementleri fission reaksiyonu ile kaynaştırma reaksiyonuna tabi tutulmakta ve sonuçta çok büyük bir enerji açığa çıkmaktadır.

Bir başka yazımda buluşmak üzere…

Lütfi Şahin
info@lutfisahin.com

Continue reading “Fission ve Füzyon” »

Ödüllü Soru (16 – 30 Ocak 2007 ) – Sonuçlar

Ödüllü soru için vermiş olduğumuz süre 30 Ocak 2007 gecesi son buldu.  15 kullanıcımız cevap gönderdi bu cevaplardan sadece 2 kullanıcımızın gönderdiği cevaplar doğru. Kitap hediyemizi 1 kişiye vereceğimizi duyurmuştuk fakat doğru cevap verenlerin azlığı nedeniyle doğru cevap veren 2 kullanıcımıza da kitap hediye edeceğiz. Cevap gönderen diğer kişiler ise onlinefizik.net uzantılı e-posta adresi alabilecekler.

Doğru cevap: maksimum yükseklik = (25/9).h + 2.r Çözüm için buraya tıklayınız.

Doğru cevap veren kullanıcılarımız:
Bahadır Karaduman (
Çözümü)
Süleyman Paşa (
Çözümü)

Kendilerini tebrik ediyoruz. Adreslerini almak üzere iletişime geçip kitap hediyelerini adreslerine göndereceğiz.

Kutuplanma Çeşitleri

1- Doğrusal Kutuplanma ( Düzlemsel Kutuplanma ) 
Burda dalgalar ölçüleceği gözlem düzlemine doğru ilerlerler .Bu düzlemde ,tek bir E bileşkesinin ,eğik bir doğru boyunca zamanla harmonik olarak titreştiği düşünülebilir.E alanı bir dalga ekseni boyunca bir dalga boyu yol aldığında tam bir titreşim devri yapar .Bu toplama işleminin aynı şekilde terside yapılabilir ,yani bir düzlem kutuplu dalga birbirine dik iki bileşene ayrılabilir .

2- Dairesel Kutuplanma
Dairesel kutuplanmada elektrik vektörü ,dalga yol alırken ilerleme ekseni çevresinde döner .Kendine doğru gelen dalgaya bakan ( kaynağa doğru bakan ) bir gözlemciye ,E bileşke elektrik alan vektörünün saat göstergelerinin dönüş yönünde w açısal frekansıyla döndüğü görülür .Böyle bir dalgaya sağ dairesel kutuplu veya genellikle sağ dairesel ışık denir .Tersi oluyorsa genlik değişmemek üzere E saat göstergelerinin dönme yönünün tersine döner ve dalgaya sol dairesel kutuplu denir .

3- Eliptik Kutuplanma 
Matematiksel anlatım bakımından ,doğrusal ve dairesel kutuplu ışık ,eliptik kutuplu ışığın veya daha kısa ifadeyle eliptik ışığın özel halleri olarak düşünülebilir .Bunun anlamı E bileşke elektrik alan vektörünün genelde hem dönmesi hem de büyüklüğünün değişmesidir .

Tabii Işık – Polarize Işık

Tabii ışık doğrudan doğruya bir kaynaktan gelen (mesela Güneş veya bir alev)  her yönde ve her düzlemde yayılan bir titreşim olayıdır. Düzlem polarize ışık ise yayılma yönüne dik olan tek bir düzlemde titreşen ışıktır. İzotrop ortamlardaki düzlem polarize ışıkta, elektrik vektör daima yayılma yönüne dik düzlemde  yani dalga  cephesinde titreşir. Elektrik vektörün hareketi yayılma yönüne dik bir düzleme iz düşürüldüğü vakit izdüşüm şekli bir daire ise bu ışığa dairesel polarize ışık, eğer izdüşüm şekli bir elips ise eliptik polarize ışık denir.

Düzlem polarize ışık bir düzlemde titreştiği için genelde polarizasyon düzlemi yerine titreşim düzlemi terimi kullanılır. Titreşim düzlemi yayılma yönünü (ışın) ve elektrik vektörün salınım ya da titreşimlerini kapsayan düzlemdir.  Düzlem polarize ışık çoğunlukla şu yollardan biriyle elde edilir:

• Çift kırıcı kristaller aracılığıyla,
• Bazı kristallerdeki farklı soğurma (absorbsiyon) ile,
• Yansıma ve kırılma yoluyla.

Yansımayla polarlanmayı meydana getirmek için en çok kullanılan cihaz Biot aletidir; bu alet, madeni bir borunun iki ucuna yerleştirilen isli camdan iki ayna (polarlayıcı ve analizleyici) şeklindedir.  İkinci ayna,  borunun eksenine göre sabit kalmak şartıyla döndürülürse, yansıyan ışının şiddetinin, bir dönme süresi içinde iki maksimum ve iki minimumdan geçerek değiştiği görülür. Tam sönme olması için, gelen ışın, ‘Brewster gelme açısı’ denen bir açı altında birinci ayna üzerine düşmelidir. Polarıcının ve analizleyicinin polar lama düzlemleri arasında bir s açısı bulunduğu zaman, çıkan ışının şiddeti 1’e cos2s oranında küçülür (Malus kanunu) *. Polar lama açısının tanjantı, maddenin kırılma indisine eşittir (Brewster kanunu).

Basit kırılma, ışığı kısmen polarır. Bir ışın paralel yüzlü bir camlama indisinden geçtikten sonra bir analizleyici üstüne (ayna veya çift kırıcı prizma) düşürülerek büyük ölçüde söndürülebilir.  Polarlanmayı incelemek için fizikçiler genellikle çift kırılmaya başvurur ve özellikle Nicol veya Foucault prizmalarını kullanırlar. Bugün genellikle ince bir tabakaya katılmış (polaroid film) dikroik maddelerden de (polarlanmış ışıktan birini geçirip diğerini soğuran) yararlanılır. Renkser (kromatik) polarma denince, bir analizleyenle polarılmış ışıkta gözlenen billurlu ince lamların aldığı ilgi çelici renkler anlaşılır. Arago bu olayları, bir polarlayan ve çifti kırıcı analizleyen arasına,eksenine dik yontulmuş bir kuvarsı koyarak görülen dönel polarma ile birlikte keşfetti. Biot ise şu kanunları ortaya koydu: <<polarma düzlemin dönmesi billurun kalınlığıyla orantılı olarak değişir; dönme bazen sağa bazen sola doğru olur.>> O günden bu güne, kuvars gibi döndürme gücü olan birçok katı, sıvı veya gaz madde bulunmuştur; bu maddelerin döndürme gücü, polarimetre ve sakarimetrelerle ölçülür.

Polarma olaylarına çok sık rastlanır: mavi göğün ışığı, suyun, camın yansıttığı ışık polarılmıştır ve bazı şartlarda polarıcı gözlükler kullanılarak yansıma azaltılabilir.

Kaldırma Kuvveti

SIVI ve GAZLARIN KALDIRMA KUVVETİ

Sıvı içerisine kısmen veya tamamen batan cisimler sıvı tarafından yukarı doğru itilirler.
Bu itme kuvveti, sıvıların cisimlere uyguladığı kaldırma kuvvetidir.

Sıvıya batırılan bir tahta parçası yukarı çıkmak ister. Tahta parçasının tamamını batacak şekilde sıvı içinde tutabilmek için üstten bir kuvvet uygulamak gerekir.

Cismi yukarı çıkmaya zorlayan kaldırma kuvveti, cisim tarafından yeri değiştirilen sıvının ağırlığına eşittir. Yeri değişen sıvının hacmi, cismin batan kısmının hacmine eşit olduğundan, kaldırma kuvveti.

Fkaldırma = Vbatan . dsıvı . g

bağıntısı ile hesaplanır.

Cisimlere uygulanan sıvı kaldırma kuvveti sıvının öz kütlesine bağlıdır. Yukarıdaki şekillerde de görüldüğü gibi aynı cismin farklı sıvılardaki konumları farklı olabilmektedir.

Sıvı içindeki serbest cisimlere ağırlık kuvveti ile kaldırma kuvveti etki eder. Bu iki kuvvet düşey doğrultuda ve zıt yönlü kuvvetlerdir. Cisimlerin sıvı içinde batmaları veya yüzmeleri yani sıvıdaki durumları bu iki kuvvetin büyüklüğüne bağlıdır.

Saf su içine atılan yumurta dibe batar. Suya tuz ilave edilerek karıştırıldığında yumurta yüzmeye başlar. Bunun nedeni suya tuz karıştırıldığında suyun öz kütlesinin artması ve Fk = Vb . ds . g bağıntısına göre, kaldırma kuvvetinin büyümesi, dolayısıyla bileşke kuvvetin yukarı doğru olması ve yumurtayı yukarı yönde hareket ettirmesidir.

Yüzen Cisimler

Sıvıya bırakılan bir cismin hac- minin bir kısmı sıvı dışında kalacak şekilde dengede kalıyorsa bu cisme yüzen cisim denir. Cismin yüzebilmesi için öz kütlesi sıvının öz kütlesinden küçük

(dcisim < dsıvı) olmalıdır.

Yüzen cisim dengede iken cisme uygulanan kaldırma kuvveti ile cismin ağırlık kuvveti büyüklükçe eşit olur. Bir cisim sıvı içine iyice daldırılıp bırakılırsa tekrar bir kısmı sıvı dışında olacak şekilde yüzer. Böyle yüzen cisimlerde

G = Fk olduğundan

bağıntısı elde edilir. Bu bağıntıya göre cismin batan hacminin bütün hacmine oranı, cismin öz kütlesinin, sıvının öz kütlesinin oranına eşittir.

Askıda Kalan Cisimler

Hacminin tamamı sıvı içinde olacak biçimde bir yere temas etmeden dengede kalan cisimlere askıda kalan cisimler denir. Cismin askıda kalabilmesi için öz kütlesi, sıvının öz kütlesine eşit olmalıdır. (dcisim = dsıvı)

Bu durumda cisim kabın tabanına bırakılsa bile cismin tabanla irtibatı kesilir. Yani askıda kalan cisim herhangi bir yere temas etmez. Askıda kalan cisim dengede olduğu için cisme uygulanan kaldırma kuvveti cismin ağırlığına eşittir. Fk = G

Batan Cisimler

öz kütlesi sıvının öz kütlesinden büyük olan
(dcisim > dsıvı) cisimler sıvıya bırakıldığında bir engelle karşılaşıncaya kadar yoluna devam ederler. Bu tür cisimlere batan cisimler denir.

Batan cisimlerin ağırlık kuvveti cisme etki eden kaldırma kuvvetinden daha büyüktür. Fk < G

ÖZEL DURUMLAR

Bir cismin aynı sıvı içinde hacminin tamamı batmak şartıyla kaldırma kuvveti cismin sıvı içindeki derinliğine bağlı değildir.

Sıvı içine daldırılan bir cisim, havadaki ağırlığına göre, görünen ağırlığı kaldırma kuvveti kadar hafifler. Şekilde sıvı içindeki cismin görünen ağırlığı

T = G – FK dir.

Katı bir cisim kendi sıvısında yüzüyorsa, cisim eridiğinde sıvı seviyesi değişmez.

Öz kütlesi sıvınınkinden küçük ya da sıvınınkine eşit olan cisimler, taşma seviyesine kadar olan sıvıya bırakıldıklarında ağırlıkları kadar ağırlıkta sıvı taşırırlar. Dolayısıyla kabın toplam ağırlığı değişmez. Öz kütlesi sıvınınkinden büyük olan bir cisim bırakılırsa, cisim batar ve taşan sıvının hacmi cismin hacmine eşit olmasına rağmen sıvının öz kütlesi cismin öz kütlesinden küçük olduğundan kap ağırlaşır.