HAVZA MESLEK YKSEKOKULU FZYOTERAP PROGRAMI FTP 113 Temel

HAVZA MESLEK YÜKSEKOKULU FİZYOTERAPİ PROGRAMI FTP 113 -Temel Fizik Öğr. Gör. Halil YAMAK

Fizik ve Ölçme FTP 113 -Temel Fizik Hafta-1

1. FİZİK VE ÖLÇME 1 FİZİK ve ÖLÇME 1. 1 Uzunluk, kütle ve zaman standartları 1. 2 Madde ve modeli 1. 3 Yoğunluk 1. 4 Boyut analizi 1. 5 Birimlerin çevrilmesi 1. 6. Bilimsel Ölçümlerde Belirsizlik ve Anlamlı Rakamlar Kaynaklar 3

Konuya özgü kavramlar Fizik: Evrendeki olayları bilimsel yöntemlerle inceleyerek ulaştığı sonuçları kanunlar halinde açıklayan bir bilim dalıdır. Örnek: Su 0 0 C de donar. Su 100 0 Cde kaynar. Bilim: Evrendeki olayları gözlem ve deneye dayalı akıl yürütme yoluyla açıklama çabasına denir. Madde: Boşlukta yer tutan, kütle denen bir özelliğe sahip ve eylemsizliği olan her şeydir. Kütle, bir cisimde bulunan madde miktarıdır, m ile gösterilir. Eylemsizlik, bir nesnenin, bir dış etki bulunmadığı sürece, değişmeme eğilimi, Enerji: Bir sistemin iş yapabilme ve maddelerde değişiklik oluşturabilme yeteneğine denir. Uluslararası Birimler Sistemi, Ölçümün bilimsel sistemi ve SI şeklinde kısaltılır 4

1 FİZİK ve ÖLÇME ØFizik = Evreni akılcı yoldan açıklama, ØFizik Öğrenmek Akılcı düşünme alışkanlığı, Sorun çözme becerileri, Fizik; Maddeyi, enerjiyi ve bunlar arasındaki etkileşimleri inceleyen, araştırma ve incelemelerini gözlem, deney yoluyla yapan, çalışmalarıyla doğa yasalarını bulmaya çalışan, bulduklarıyla evreni açıklama çabasında olan temel bir bilimdir 5

1 FİZİK ve ÖLÇME Bilimsel yöntem : Fizikte birçok yöntem ile bilimsel bilgiye ulaşılabilir. I. Gözlem: Bir olayın duyu organları ve ölçme araçları kullanılarak incelenmesi, II. Nitel gözlem: Beş duyu organı ile yapılan gözlemler, III. Nicel gözlem: Ölçüm araçları ile yapılan, sayı ve birimle ifade edilen gözlemler, IV. Deney: Beş duyu organı ile araç gereç kullanılarak yapılan kontrollü gözlem, V. Kontrollü deney: Bağımlı değişken, bağımsız değişken ve kontrollü değişkeni belirlenerek değişkenler arasındaki ilişkilerin ortaya çıkarıldığı deneyler, VI. Ölçme: bir fiziksel büyüklüğün kendi cinsinden birim kabul edilen bir ölçü ile karşılaştırılması, VII. Ölçmede hata: Bir ölçme işleminde elde edilen sonuçla gerçek değer arasındaki fark, 6

1 FİZİK ve ÖLÇME Fiziksel Büyüklükler v. Temel Büyüklükler: Kendi başına ifade edildiğinde bir anlamı olan büyüklükler, Örneğin: Kütle, uzunluk, zaman, sıcaklık, madde miktarı( mol) S. I. Birimleri Uzunluk metre, m Kütle Kilogram, kg Zaman saniye, s Sıcaklık Kelvin, K Miktar Mol, 6, 022× 1023 mol-1 7

Kütle ve Ağırlık Kütle: Cismin madde miktarının fiziksel bir ölçüsü, Cismi terazide tartarak bulunur, SI birim sisteminde: Kütle birimi: kg Pound (libre, lb): İngiltere ve ABD’de kullanılır 1 lb=0. 454 kg Ağırlık: cismin yerçekimi ivmesi etkisi ile aşağıya doru uyguladığı kuvvet (ağırlık=kuvvet), Ağırlık : G=mg Ağırlık birimi: Newton (N)

Uzunluk Birimi: metre (m), ABD ve İngiltere’de inch (in. ), foot (ft. ) ve mil(mile) kullanılır, 1 in. = 2. 54 cm = 25. 4 mm 1 ft. = 30. 48 cm Sıcaklık ve Isı Sıcaklık: Bir maddenin ısıl durumunu (bünyesinde bulunan ısı enerjisi miktarını) belirten bir ifade (Birim: Kelvin) Isı: Bir sistemden, daha düşük sıcaklığa sahip başka bir sisteme, sıcaklık farkı nedeniyle akan enerji (Birim: J)

1 FİZİK ve ÖLÇME Fiziksel Büyüklükler v. Türetilmiş büyüklükler: Hız, ivme, enerji, yoğunluk (özkütle), hacim gibi büyüklükler, Türetilmiş Miktarlar Kuvvet Newton, kg m s-2 Basınç Paskal, kg m-1 s-2 Enerji Joule, kg m 2 s-2 10

Alan: m 2 Özel isimlendirme: 1000 m 2 = 1 dekar (da) (dönüm) 10000 m 2 = 1 hektar (ha) 1 ha = 10 da ABD’de yaygın olan alan birimi: acre 1 acre = 4. 05 da = 0. 405 ha Hacim birimi: m 3 Sıvı hacimleri için Litre (L) ve m 3, 1 L, 1 dm 3’lük hacimdir (1 dm=10 cm) 1 L=1 dm 3

1 FİZİK ve ÖLÇME Fiziksel Büyüklükler v. Skaler Büyüklükler: Sadece sayı ve birimle ifade edilebilen büyüklükler, Örneğin: Zaman, uzunluk, kütle, v. Vektörel Büyüklükler: Büyüklük, birim, yön ve doğrultusu belli olan büyüklükler, Örneğin: Kuvvet, hız, ivme, elektrik alan, 12

1 FİZİK ve ÖLÇME Örnek: 0. 0007 m = 0. 7 mm = 700 m 13

1. 1 Uzunluk, kütle ve zaman standartları Üç temel büyüklük: 1 - Uzunluk 2 - Zaman 3 - Kütle Çeşitli birim sistemleri mevcut : CGS (Cm, Gram, Saniye), MKS (Metre, Kilogram, Saniye), SI(Systeme Internationale) Bu derste kullanacağımız birim sistemi, SI birim sistemidir. 14

1. 2 Madde ve Modeli Ø Maddenin özelliklerini temsil eden en küçük yapı taşı atom, Ø Atomlar da eksi yüklü (-) elektron ve artı yüklü (+) çekirdek gibi daha küçük alt parçacıklardan oluşur, Ø Çekirdek : Artı (+) yüklü proton ve yüksüz (0) nötronlardan oluşur, Ø Atom Numarası: Bir elementin çekirdeğindeki proton sayısı, Atom numarası aynı zamanda yüksüz bir atomdaki elektron sayısına da eşit, Ø Kütle Numarası: Bir atomun çekirdeğindeki proton ve nötronların sayılarının toplamı, 15

1. 2 Madde ve Modeli Ø SI birim sisteminde madde miktarını ifade etmek için mol, Ø Mol: Bir maddenin bir molü, Avagadro sayısı kadar parçacık içerir, Ø Avagadro sayısının değeri: NA=6, 022137 x 1023 parçacık/mol 16

1. 3 Yoğunluk Ø Yoğunluk (ρ ile gösterilir ve “ro” olarak okunur), Ø Birim hacimde bulunan madde miktarı olarak tanımlanır, Ø ρ: yoğunluk, m: kütle, V: hacim 17

1. 3 Yoğunluk SORU : Kütlesi 350 gram ve bir kenarı 5 cm olarak ölçülen katı bir küpün yoğunluğunu Hesaplayınız? ρ = 350 g / (5 cm 3) = 2, 8 g/cm 3 18

1. 3 Yoğunluk SORU : Bakırdan yapılan bir küre 8, 93 g/cm 3 yoğunluğa sahiptir Bu kürenin kütlesi 475 g ise yarıçapı ne olmalıdır? V= 4πR 3/3 R = ( 3 m / 4π ρ )1/3 = [3*475 / 4*3, 14*8, 93]1/3 R = 2, 33 cm 19

1. 4 Boyut Analizi Ø Boyut bir niceliğin fiziksel doğasını gösterir, Ø İki nokta arasındaki mesafeyi ölçerken birim olarak metre, cm veya adım gibi farklı birimler kullanmamıza rağmen AB arası uzunluk boyutunda, Ø Mesafenin boyutuna uzunluk denir, Ø Fiziksel büyüklüğün boyutu, [ ] kapalı parantezi ile gösterilir, Ø Temel niceliklerin boyutları: Uzunluk =[ L ] Zaman =[ T ] Kütle = [ M ] 20

1. 5 Birimlerin Çevrilmesi Ø Birimleri bir sistemden başka bir sisteme çevirmek için çevirim çarpanlarını kullanılır, Ø Örnek: 19 inç, cm’ye çeviriniz? Çevirim çarpanı 1 inç=2, 54 cm 19 inç=(19 inç)x(2, 54 cm/inç)=48. 26 cm bulunur. Sıcaklık : Celcius ( C) (t) Kelvin (K) (T) Fahrenhayt ( F)(F) T(K)= t ( C) + 273 t (o. C)= 5/9 [F( F)-32] Soru: Vücut sıcaklığı yaklaşık 36 o. C’dir. Bu sıcaklığı Kelvin cinsinden yazınız? T(K)= t ( C) + 273 = 36 + 273 = 309 K 21

1. 5 Birimlerin Çevrilmesi Soru: 8 ft yüksekliğinde ve 12 ft uzunluğundaki bir odanın duvarı boyanacaktır. Metre kare olarak ne kadar yüzey boyanacağını hesaplayınız? Alan = 12 * 8 = 96 ft 2 1 m = 3, 281 ft Alan = 96 / (3, 281)2 = 9, 11 m 2 22

1. 6. Bilimsel Ölçümlerde Belirsizlik ve Anlamlı Rakamlar Sistematik Hatalar: Ölçme aletlerinin yapısından ya da doğasından ileri gelen hatalara “sistematik hatalar” denir Tesadüfi Hatalar: Deneyi yapan kişinin bilimsel bir aleti okumaktaki beceri ve yeteneğindeki sınırlar da hatalara ve verim sonuçlarının çok yüksek ya da çok düşük bulunmasına yol açabilir. Kesinlik: Ölçülen miktarın tekrarlanabilirlik derecesini gösterir. Yani, miktar birkaç kez ölçüldüğünde sonuçlar arasındaki yakınlığı belirtir. Doğruluk: Ölçüm değerinin kabul edilen ya da “gerçek” değere ne kadar yakın olduğunu gösterir. 23

1. 6. Bilimsel Ölçümlerde Belirsizlik ve Anlamlı Rakamlar Ø Sayılar, kesin sayılar ve ölçme sayıları olarak ikiye ayrılırlar. Ø Kesin sayılar belirsizliği olmayan sayma sayıları ve tanım sayılarıdır, Ø Ölçme sayıları ise bir ölçme sonucu elde edilen ve son hanesinde belirsizlik bulunan sayılardır, Ø Hiç bir ölçme sonucunda kesin sayılar elde edilemez. Ø Ölçme sayılarının da son hanesindeki rakamda belirsizlik vardır. Ø Fakat son hanedeki rakamın önündeki rakamlar kesin olarak bilinen rakamlardır. Kesin olarak bilinen rakamlarla belirsizlik olan rakamların tümüne birden anlamlı rakamlar denir: 25 (belirsizlik 1) , 2300 (belirsizlik 100) 2300. (belirsizlik 1) , 0. 029 (belirsizlik 0. 001) 24

1. 6. Bilimsel Ölçümlerde Belirsizlik ve Anlamlı Rakamlar Yuvarlama Kuralları Ø Kalması istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5’ten küçük ise, son rakam olduğu gibi bırakılarak takip eden rakamlar atılır. Ø Örneğin; 3, 6247 sayısının 3 anlamlı rakamla yazılışı 3, 62’dir. Ø Kalması istenen son rakamdan sonra gelen rakam 5 veya 5’ten büyük ise, son rakam 1 arttırılarak onu takip eden rakamlar atılır. Ø Örneğin; 7, 5647 sayısının 4 anlamlı rakamla yazılışı 7, 565 ve örneğin 6, 2501 sayısının 2 anlamlı rakamla yazılışı ise 6, 3’tür. 25

KAYNAKLAR R. A. Serway ve R. J. Beichner (Çeviri Editörü: K. Çolakoğlu), Fen ve Mühendislik için FİZİK-I (Mekanik), Palme Yayıncılık, 2005 Taşar, M. F. , Orbay, M. (2009). Genel Fizik-II. Pegem Akademi, Ankara Fiziğin Temelleri I, Temel Fizik Cilt 1, Fishbane, Gasiorowicz, Thornton, 2003 https: //acikders. ankara. edu. tr/pluginfile. php/279/mod_resource/content/2/fizik%20 ve% 20%C 3%B 6 l%C 3%A 7 me. pdf 26