11. Sınıf / Fizik

Kuvvet ve Hareket

Önce konuyu keşfet, ardından öğrendiklerini sorularla pekiştir.

Konu anlatımları

23 konu

Serbest Düşme Hareketi: Tarihsel Gelişim, Tanım ve Yer Çekimi İvmesi

Fiziğin felsefeden ayrılışı, Aristoteles'in ağır cisim öğretisine Galileo'nun meydan okuması, hipotezin 1650'lerdeki vakum pompası ve 1971 Ay deneyiyle (tüy-çekiç) doğrulanması, serbest düşme hareketinin tanımı ve teriminin kapsamı, yer çekimi ivmesi (g) kavramı, iki hava dalgıcı örneği.

Serbest Düşme Hareketinin Matematiksel Modelleri ve Çözümlü Örnekler

Sabit ivmeli hareket modellerinin (h=v0t±½gt², v=v0±gt, v²=v0²±2gh) serbest düşmeye uyarlanması, Özgü'nün deneyiyle g'nin hesaplanması, Öykü'nün anahtarlık örneğiyle ilk hızı sıfırdan farklı serbest düşme, maksimum yükseklikte ivmenin sıfır olmadığı, zeminle çarpışmada kısa süreli büyük ivme, Kontrol Noktası özet formülleri.

İki Boyutta Sabit İvmeli Hareket: Eğrisel Yörünge ve Bileşenlerin Bağımsızlığı

Doğadaki eğrisel yörünge örnekleri (basketbol topu, uydu, fışkıran su), K/L topu karşılaştırmasıyla yatay-düşey bileşenlerin bağımsızlığının gösterilmesi, yatay bileşenin sabit hızlı (v0x=v0cosθ) ve düşey bileşenin sabit ivmeli (v0y=v0sinθ) hareket olarak modellenmesi.

İki Boyutta Sabit İvmeli Harekette Çözümlü Örnekler

Voleybolcunun ortalama hızının yatay bileşene eşitliği örneği, su balonunun patlama yüksekliği/süresi/yatay uzaklığının hesaplandığı üç aşamalı çözümlü örnek, yanardağ/su roketi/çembersel yörünge alıştırmalarındaki örüntüler, Kontrol Noktası'nın yükselme-alçalma zaman aralığı ayrımı.

İbni Sina'nın Kasrî Meyil Kuramı ve Newton'ın I. Hareket Yasası (Eylemsizlik)

Mekaniğin amacı, İbni Sina'nın Aristoteles'e itirazı ve kasrî meyil kuramı (impetus'a evrilişi, Buridan/Galileo'ya etkisi), bileşke kuvvet/temas kuvveti/alan kuvveti tanımları, Newton'ın I. Hareket Yasası (eylemsizlik), NCAP/lunapark/gemi örnekleri, para kulesi ve bardak-karton alıştırmaları.

Newton'ın II. Hareket Yasası: Dinamiğin Temel Yasası

Alışveriş arabası örneğiyle F=ma ilişkisinin kavramsal tanıtımı, newton biriminin tanımı, ağırlık kavramı (G=mg), sandık örneğiyle zıt/aynı yönlü kuvvetlerin karşılaştırılması (a1/a2=1/2), bobsleigh/tren/hava hokeyi alıştırmalarındaki örüntüler.

Newton'ın III. Hareket Yasası: Etki-Tepki İlişkisi

Etki-tepki kuvvet çiftinin tanımı ve farklı cisimler üzerine etki etme şartı, balonlu araba örneği, normal kuvvetin ağırlıkla etki-tepki çifti OLMAMASININ nedeni, yüzücü/roket/Dünya-Ay etki-tepki örnekleri, cam kırılması ve sinek-araba çarpışmasındaki yaygın kavram yanılgılarının düzeltilmesi.

Serbest Cisim Diyagramı: Tanım, Çizim Kuralları ve Eğik Düzlem Örneği

Serbest cisim diyagramının tanımı ve çizim adımları, açılı kuvvetle çekilen kızak örneğiyle düşey/yatay bileşenlerin (N=28N, ax=4N/kg) hesaplanması, eğik düzlemde serbest bırakılan cismin ivmesinin (a=g.sinθ) kütleden bağımsız olduğunun gösterilmesi.

Atwood Makinesi ve Bağlı Cisimler Sisteminde Serbest Cisim Diyagramı

George Atwood'un 1784'te tasarladığı makaralı düzenekle yer çekimi ivmesinin (g=9,8 N/kg) ve ipteki gerilme kuvvetinin (25,48 N) hesaplanması, ip koptuktan sonra cisimlerin bağımsız serbest düşen cisimler hâline gelmesi, makaralı çoklu-cisim sistemlerindeki alıştırma örüntüleri.

Hareketli Araç İçinde Sarkan Cisim: İvme-Açı İlişkisi ve Kontrol Noktası

Hızlanan bir araçta sarkan cismin düşey eksenle yaptığı açının tanθ=a/g modeliyle ivmeye bağlı, kütleden bağımsız olması, sabit hızda açının sıfıra dönmesi, 1.3 Newton'ın Hareket Yasaları alt konusunun Kontrol Noktası özeti (bileşke kuvvet, I/II/III Yasalar, serbest cisim diyagramının rolü).

Statik ve Kinetik Sürtünme Kuvvetleri: Tanım ve Bisiklet Örneği

Sürtünmenin ısıya dönüşümü ve tarihsel incelenişi (Themistius, da Vinci, Amontons), çöp kovası örneğiyle statik (fs) ve kinetik (fk) sürtünme kuvvetlerinin tanımı, bisikletin hızlanma/sabit hız/yavaşlama evrelerinde sürtünme yönünün değişimi, Elif'in kuvvetölçer deneyiyle (41N/35N) statik/kinetik sürtünme karşılaştırması.

Sürtünme Kuvvetinin Matematiksel Modeli ve Sürtünme Katsayıları

Sürtünme kuvvetinin normal kuvvetle orantısı (f=kk.N, f≤ks.N), farklı yüzeyler için sürtünme katsayıları tablosu, insan eklemlerindeki düşük sürtünmenin biyolojik nedeni (kıkırdak, sinovyal sıvı), Öykü ve Özgü'nün deneyiyle statik sürtünme katsayısının (ks=0,3) hesaplanması.

Sürtünmenin Yürümeyi Sağlaması ve Açılı Kuvvetle Çekilen Kutu Örnekleri

Yürüme hareketinin üç evresinde sürtünme kuvvetinin yönü, Nurcan'ın açılı kuvvetle çektiği kutu örneği (N=140N, fk=70N, a=0,5N/kg), düşey duvara bastırılan kutunun statik sürtünmeyle dengede kalma şartı (m.g=ks.N), yürüyüş batonu ve diş teli alıştırmalarındaki açılı kuvvet örüntüleri.

Bağlı Sistemlerde Sürtünme ve Açı Yöntemiyle Sürtünme Katsayısı Ölçümü

Makaralı A-B blok sisteminde sürtünmeli yüzeyle birlikte ivme (1,6 N/kg) ve gerilme kuvveti (25,2 N) hesaplanması, eğik düzlem açı yöntemiyle statik (ks=tanθ1) ve kinetik (kk=tanθ2) sürtünme katsayılarının deneysel ölçümü, 1.4 Sürtünme Kuvveti'nin Kontrol Noktası özeti.

Limit Hız Kavramı: Tarihsel Atlayış Rekorları ve Fiziksel Tanım

Kittinger (1960), Baumgartner (2012, ses hızını aşan ilk insan) ve Eustace'ın (2014) yüksek irtifa atlayış rekorları, direnç (sürüklenme) kuvveti kavramı (Fd=k.A.v²), limit hızın tanımı (hava direnci=ağırlık, net kuvvet=0) ve matematiksel modeli (v=√(mg/kA)), limit hızın doğadaki önemi.

Limit Hızı Etkileyen Değişkenler: Gezegen Karşılaştırmaları ve Çözümlü Örnekler

Anka-1 Mars sondası örneğiyle g ve k'nın limit hıza zıt yönde etkisi, Venüs/Dünya/Mars limit hız sıralaması (v_Mars>v_Dünya>v_Venüs), yağmur damlası-dolu tanesi karşılaştırması, paraşütçü hız-zaman grafiğinde iki ayrı limit hız evresi, kargo paketi güvenlik protokolü örneği.

Düzgün Çembersel Hareket: Newton'ın Topu Düşünce Deneyi ve Yörünge/Hız Kavramları

Newton'ın Topu düşünce deneyiyle uydu yörüngelerinin (dairesel/eliptik/kaçış) açıklanması, çembersel hareketin tanımı ve düzgün/düzgün olmayan ayrımı, yarıçap vektörü ile hız vektörünün (birbirine dik) ilişkisi, lunapark hız treni örneğiyle çembersel/öteleme hareket ayrımı.

Çizgisel Hız ve Açısal Hız: Geostatik Uydu Örneği

Çizgisel sürat/hız (v=2πr/T=2πrf) ve açısal hız (ω=2π/T=2πf, sağ el kuralı) tanımları, periyot-frekans ilişkisi (T.f=1) ve v=ω.r ilişkisi, geostatik uydunun çizgisel hızının (2930 m/s) ve açısal hızının (694×10⁻⁷ rad/s) hesaplandığı çözümlü örnek, tekerlekli sandalye alıştırması.

Merkezcil İvme, Merkezcil Kuvvet ve Açısal İvme

Çembersel hareketin ivmeli olma nedeni, merkezcil ivme (a=ω²r=v²/r) ve merkezcil kuvvet (Fm=mv²/r=mω²r) tanımları ve merkezcil kuvvetin iş yapmaması, açısal ivme (α=Δω/Δt) ve düzgün olmayan çembersel hareket, Cezeri-3 uzay istasyonu örneğiyle yapay yer çekimi frekansı hesabı (f=1/60 s⁻¹).

Yatay ve Düşey Düzlemde Çembersel Hareket: İp ve Kova Örnekleri

Merkezcil kuvvetin ayrı bir kuvvet olmayıp net kuvvetin kendisi olduğu ilkesi, yatay düzlemde ipteki gerilme kuvvetinin merkezcil kuvvete eşitliği (T=mv²/r), yaya bağlı model araba örneği (yay sabiti hesabı), düşey düzlemde çembersel hareket ve su dolu kovanın tepe noktada dökülmemesi için gereken minimum hız (v=√(gr)).

Düşey Çembersel Harekette Enerji Korunumu: Motosiklet ve ESA Uçağı Örnekleri

Düzgün olmayan düşey çembersel harekette enerji korunumu yasasının kullanımı (motosiklet akrobasisi), ESA'nın mikro yer çekimi uçuşunda tepe noktada ağırlıksızlık şartı (v=√(gr)=100 m/s) ve alt noktadaki hızın enerji korunumuyla hesaplanması, dağ yolunda tümsek/çukur noktalarındaki normal kuvvet farkları.

Yatay Virajda Çembersel Hareket: Sürtünmeyle Güvenli Dönüş Hızı

Yatay virajda merkezcil kuvvetin sürtünme kuvvetiyle sağlanması ve güvenli dönüş hızının (v=√(kgr)) kütleden bağımsız olması, dağ etrafındaki viyadük tasarımı örneği (r=1960 m), farklı araç/zemin türlerinde güvenli sürat karşılaştırması ve hız sınırı tabelalarının tek değer içermesinin nedeni.

Eğimli Virajda Çembersel Hareket: Velodrom Örneği ve 1.6 Kontrol Noktası

Eğimli virajda normal kuvvetin yatay bileşeninin (Nx) sürtünmeye ihtiyaç duymadan merkezcil kuvveti sağlaması (v=√(tanθ.g.r)), velodrom pisti çözümlü örneği (v=30 m/s), Bolu Dağı otoyol virajı karşılaştırması, 1.6 Düzgün Çembersel Hareket'in ve dolayısıyla Ünite 1'in Kontrol Noktası özeti.

BİLGİNİ PEKİŞTİR