ENERJİ

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.

Enerji vektörel bir büyüklüktür.
Enerji korunmaz.
Hareket etmeyen cisimler için enerjiden söz edilemez.
Yükseklik potansiyel enerjisi olarak bildiğimiz, yer çekiminden kaynaklanan potansiyel enerji tek poatansiyel enerji çeşididir.
Yerçekimsel potansiyel enerji yanlızca yüksekliğe bağlıdır.
Düşmekte olan cisimlerin hızları kütlelerine bağlıdır.
Bir cismin hızını iki katına çıkarırsak, sahip olduğu kinetik enerjide iki katına çıkar.
Cisimler enerji tüketir.
Bir enerjiyi naşka bir enerji çeşitine dönüştürdüğümüzde enerjinin bir kısmı kaybolabilir.
Madde ve enerji arasında herhangi bir ilşiki yoktur.
Yer çekimi = Enerji.
Kuvvet = Enerji
Enerji yapılabilir, kullanılabilir ve kaybolabilir

IŞIK

Işık sadece ışıktır ve kaynağı yoktur.
Işık bir taneciktir.
Işık parçacık ve dalga karışımıdır.
Işık dalgaları ve radyo dalgaları aynı şey değildir.
Işık hızı değişmez.
Işık ve madde arasında etkileşme yoktur.
Bütün renklerin birleşmesinden siyah oluşur.
Kırılma sırasında ışığın rengi değişir.
Kırılma dalgaların eğilmesidir.

MADDE ve ÖZELLİKLERİ

Gazlar madde değildir, çünkü çoğu gaz görünmez.
Gazların kütlesi yoktur.
Koyu sıvılar suya göre daha yüksek bir yoğunluğa sahiptirler.
Madde miktarını belirlemekte kullanılan kütle ve hacim ifadeleri aynı özelliklerdir.
Hava ve oksijen aynı gazlardır
Helyum ve sıcak hava aynı gazlardır.
Katıların parçacıkları hareket etmezler.
Maddeler yanlıca maddenin hallerinden birinin özelliklerini sergileyebilir.
Parçacıklar oluşturdukları materyaller ile aynı özelliklere sahiptirler. Örneğin; bakır atomları turuncu ve parlaktır, gaz moleküleri saydamdır ve katı molekülleri serttir.. gibi
Erime/donma ve kaynama/yoğunlaşma çoğunlukla sadece suya ait bir özellik gibi düşünülür.
Parçacıklar, oluşturdukları cisimlerin mini versiyonları olarak görülürler.
Parçacıklar, taslaklarda çoğu zaman saptırılırlar (yanlış belirtilirler). Atomlar ve moleküller arasında hiçbir ayrım yapılmaz.

NEWTON KANUNLARI


Etki ve tepki kuvvetleri aynı cisme etki eder.
Newton kanunları ile kinematik arasında bir ilişki yoktur.
Kütle ve ivmeden oluşan, m.a, kuvvettir.
Sürtünme hareket doğrultusunda etki edemez.
Normal kuvvet cismin ağırlığına eşittir.
Denge, cime etki eden bütün kuvvetlerin eşit olması demektir.
Sadece hareketli şeyler kuvvet etki ettirebilir, hareketsiz cisimler kuvvet etki ettiremezler.
Bir cisme kuvvet uyguladığımızda bu cisim elimizden çıktığı anda (fırlattığımızda) hala o kuvvetin etkisi altındadır.

HAREKET ve NEWTON KANUNLARI

SABİT İVMELİ DOĞRUSAL HAREKET

1)Öğrenciler,şekildeki V-t grafiğini çizerken,t-2t zaman aralığında ivme azaldığı için hızın da azaldığını düşünüyorlar.Halbuki hız artmaya devam ediyor,ancak artış miktarı azalıyor.

2)Öğrenciler,t anında hızın yönünün değiştiğini düşünüyorlar.Halbuki hız t anında azalmaya başlamıştır.


NEWTON'UN HAREKET KANUNLARI

1.
Düzgün dairesel hareket yapan bir cisme sadece merkeze doğru bir merkezcil kuvvet etki eder,öğrenciler merkezkaç kuvvetin bu kuvveti dengelediğini düşünürler ki böyle olsa net kuvvet sıfır olacağından cisim doğrusal bir yörüngede hareket eder.merkezkaç kuvvet,dönen cismi referans sistemi olarak aldığımızda gözlenen bir eylemsizlik kuvvetidir(hayali kuvvet).Referans sistemini dairenin merkezi olarak aldığımızda cisim merkezcil kuvvetin kazandırdığı ivmeyle hareket eder.

2.
Bu yanlış anlama Newton'un 3.Kanunu olan Etki-Tepki Prensibiyle ilgilidir.Öğrenciler bir cisme yatay bir yüzeyin gösterdiği tepki kuvvetinin daima cismin ağırlığına eşit olduğunu (N=G)düşünürler ki bu durum özel bir durumdur. Cisme etkiyen F kuvvetinin düşey bileşeni tepki kuvvetini azaltmakta veya arttırmaktadır.


3.
Bir yüzeyin sürtünme kuvveti Fs=k.N den hesaplanır ve bu kuvvet şekil1 deki yüzey üzerinde kayan cisme etkiyen sürtünmenin büyüklüğünü verir.Ancak şekil2 deki duran cismi k.N=k.m.g den daha küçük bir kuvvetle çekersek cisme etkiyen sürtünme kuvveti çekme kuvvetine eşit olur.Böyle bir durumda öğrenciler genelde sürtünme kuvvetini k.N olarak alıyor ve k.N nin F'den büyük olamayacağını düşünmüyorlar.Şekil2 de Fs=k.N olsa cisme sola doğru Fnet=Fs-F etki edecektir.Bu durumda da cismin ivmeli bir hareket yapması gerekir ki cisim durduğu için bu imkansızdır. Demek ki F

ATIŞLAR ve DOĞRUSAL HAREKET

YATAY ATIŞ


1. Hareketin, 2 boyutta 2 farklı türde hareket olduğu öğrenciler tarafından kavranamıyor. Bunu açıklayabilmek için yatay atış hareketini x ve y doğrultularında ayrı ayrı formülleri ve grafikleri vermeliyiz.

x doğrultusunda Newton’un I.kanununa göre cisme net bir dış kuvvet etki etmediği için cisim sabit hızlı hareket eder.

Vx = Vox Fx = 0 ax = 0 (fsürtünme = 0)


Öğrencilere hareket formülleri ezberletildiği için, formülde (-) işaretini gören öğrenci cismin düzgün yavaşlayan hareket yaptığını düşünmektedir.

2. Aynı açı ve aynı hızla atılan farklı kütleler aynı noktaya aynı sürede ulaşacaktır. Bunu enerjinin konumundan yararlanarak açıklayabiliriz.
EĞİK ATIŞ



1. Cisim 2 boyutta 2 farklı türde hareket yapar. Öğrenciler burada grafikleri ve formülleri yorumlamada zorluk çekmektedirler. Cisim x doğrultusunda sabit hızlı hareket eder.

X = Vox . t Vx = Vox = Vo .Cos


Cisim y doğrultusunda T noktasına kadar düzgün yavaşlayan T noktasından sonra düzgün hızlanan hareket yapmaktadır. Konum formüle bakarak öğrenciler cismin hareket boyunca düzgün yavaşlayan hareket yapacağını sanmaktadırlar.

Vy = Voy - gt
y = Voy -1/2 gt2 (Hareketin her noktasında geçerlidir)

Bu resim yeniden boyutlandırılmıştır. Resmin tam halini görmek için buraya tıklayın. Asıl resim 593x170 boyutlarındadır.
Öğrenciler (V,f) grafiğine bakarak grafik çizgisi doğrultusunda cismi atılıyor sanmaktadırlar.

2. Öğrenciler formülerde “t” zamanını doğru olarak seçemiyorlar. Örneğin;

y = Voyt -1/2gt2 ifadesinde hareketin başlangıcından itibaren geçen toplam süre “t” olarak yazılabilirken,

T noktasından sonra cisim yatay atış hareketi yapıyor gibi düşünüldüğünde yatay atış hareketine ait formüller kullanılıyorsa, geçen süreyi yazarken T noktasından itibaren geçen süreyi almalıyız.

3. Atış açısı 0° < x < 45° arasında 45°’ye yaklaşırken menzil uzaklığı artmakta 45°’den 90°’ye doğru gittikçe menzil uzaklığı azalmaktadır. Öğrenciler bunun nedenini açıklayamamaktadır.
4. Birbirlerini 90°’ye tamamlayan açılarla atılan cisimler aynı noktaya düşmektedir. Öğrenciler bunların aynı anda aynı noktaya düşeceğini düşünmektedirler.
Düzgün Dairesel Hareket Konusundaki Yanlış Algılamalar

1. Dairesel hareket için kuvvet gerekli değildir.
Cisme direk etkileyen bir kuvvet yoktur. Bu yüzden öğrenci dairesel harekette kuvvetin gerekmediği izlenimine kapılır.

2. Merkezkaç kuvveti gerçektir.
Liselerde okutulan fizik kitabında merkezkaç kuvvetinden hiç bahsedilmemiş. Fakat bazı kitaplarda merkezkaç kuvvetinden bahsediliyor. Bu yüzden öğrenci bu kuvvetin gerçek bir kuvvet olduğunu düşünüyor. Öğrencilere merkezkaç kuvvetinin yalancı bir kuvvet olduğunu, bir eylemsizlik kuvveti olduğunu söylemeliyiz.

3. Sabit hızlı dairesel hareket yapan cismin ivmesi yoktur.
Öğrenciler, hızın sadece büyüklüğünde bir değişme olması sonucu ivmenin olacağını düşünüyorlar. Oysa hızın yönün değişmesiyle de ivme doğar. Bunu öğrencilere ispatlamak gerekir.
4. Dairesel hareket yapan cisim serbest bırakıldığında dairesel harekete devam eder.Öğrencilere hareketin devam edemeyeceği deneyle ispatlanmalıdır.

Sarmal Yayın Hareketi Konusundaki Yanlış Algılamalar

1. Sıkıştırılmış duran yayın kinetik enerjisi vardır. Bu yanlış algılamayı ortadan kaldırabilmek ve öğrenciye daha iyi anlatabilmek için yayın hareketine ait çizimleri tek tek yapmalıyız.

Sürtünmesiz yatay bir düzey üzerinde kayan bir blok hafif bir yayla çarpışır. Yay sıkışırken, blok üzerine sola doğru bir kuvvet uygular ve sonunda blok durur. Blok + yay sisteminin ilk enerjisi, bloğun ilk kinetik enerjisidir. Blok, yayla çarpıştıktan sonra durduğunda kinetik enerjisi sıfır olur. Yay kuvveti korunumlu olduğundan ve sistem üzerinde iş yapabilecek başka dış kuvvet bulunmadığı için, sistemin toplam mekanik enerjisi sabit kalmalıdır. Mekanik enerji, bloğun kinetik enerjisi ile yaydaki esneklik potansiyel enerjisinin toplamıdır. O halde bloğun kinetik enerjisinden, yayda depo edilen potansiyel enerjiye bir enerji aktarımı vardır. Sonunda, blok zıt yönde hareket eder ve kinetik enerjisini kazanır.

Blok-yay sisteminin toplam mekanik enerjisi

E =1/2 m V2 + k x2

Sıkıştırılmış duran yayda sıkışma maksimumdur ve hız sıfırdır. Buna göre,

E = m (0)2 +1/2 k A2

E = 1/2 k A2 Potansiyel enerji maksimum

Görüldüğü gibi sıkıştırılmış duran yayın kinetik enerjisi sıfırdır ve potansiyel enerjisi maksimumdur.

2. Yalnızca, sıkıştırılmış duran yayın bir potansiyel enerjisi vardır.

Herhangi bir x yer değiştirmesi için bloğun hızı v olduğunda kinetik ve potansiyel enerjilerin toplamı, toplam mekanik enerjiye eşittir.

E = K + U
E = 1/2 m V2 +1/2 k x2

Yayın herhangi bir x yer değiştirmesinde de enerjisi vardır.

3. Sadece salınım hareketi yapan yayın bir enerjisi vardır.Yay sıkıştığında blok durur ve hız sıfır olur. Bloğun kinetik enerjisinden yayda depo edilen potansiyel enerjiye bir aktarım vardır. Yani enerji tümüyle potansiyel enerjidir. Salınım hareketi yapmayan yayında bir enerjisi vardır.

Beğeniler: 0
Favoriler: 0
İzlenmeler: 3051
favori
like
share
uCuRuM ciCegi Tarih: 07.04.2010 11:04
rica ettim
furkanelmas Tarih: 27.03.2010 08:55
gerçektende güzel [
RIDVANEKER Tarih: 21.03.2010 00:26
qercekten de emeqe saygı saolun yapana cok tskkr edıorm..
dogubatı Tarih: 28.12.2009 18:18
ne teşekkürü be hic işime yaramıyo
aydinliksivas Tarih: 24.09.2009 23:29
Teşekkürler, uçurum çiçeği, sayen de hem fizikte kavram yanılgılarına ilişkin doküman buldum, hem de main-boardı ))
uCuRuM ciCegi Tarih: 22.09.2009 10:47
MANYATİZMA

YATAY ATIŞ


1. Hareketin, 2 boyutta 2 farklı türde hareket olduğu öğrenciler tarafından kavranamıyor. Bunu açıklayabilmek için yatay atış hareketini x ve y doğrultularında ayrı ayrı formülleri ve grafikleri vermeliyiz.

x doğrultusunda Newton’un I.kanununa göre cisme net bir dış kuvvet etki etmediği için cisim sabit hızlı hareket eder.

Vx = Vox Fx = 0 ax = 0 (fsürtünme = 0)


Öğrencilere hareket formülleri ezberletildiği için, formülde (-) işaretini gören öğrenci cismin düzgün yavaşlayan hareket yaptığını düşünmektedir.

2. Aynı açı ve aynı hızla atılan farklı kütleler aynı noktaya aynı sürede ulaşacaktır. Bunu enerjinin konumundan yararlanarak açıklayabiliriz.
EĞİK ATIŞ



1. Cisim 2 boyutta 2 farklı türde hareket yapar. Öğrenciler burada grafikleri ve formülleri yorumlamada zorluk çekmektedirler. Cisim x doğrultusunda sabit hızlı hareket eder.

X = Vox . t Vx = Vox= Vo .Cos


Cisim y doğrultusunda T noktasına kadar düzgün yavaşlayan T noktasından sonra düzgün hızlanan hareket yapmaktadır. Konum formüle bakarak öğrenciler cismin hareket boyunca düzgün yavaşlayan hareket yapacağını sanmaktadırlar.

Vy = Voy - gt
y = Voy -1/2 gt2 (Hareketin her noktasında geçerlidir)


Öğrenciler (V,f) grafiğine bakarak grafik çizgisi doğrultusunda cismi atılıyor sanmaktadırlar.

2. Öğrenciler formülerde “t” zamanını doğru olarak seçemiyorlar. Örneğin;

y = Voyt -1/2gt2 ifadesinde hareketin başlangıcından itibaren geçen toplam süre “t” olarak yazılabilirken,

T noktasından sonra cisim yatay atış hareketi yapıyor gibi düşünüldüğünde yatay atış hareketine ait formüller kullanılıyorsa, geçen süreyi yazarken T noktasından itibaren geçen süreyi almalıyız.

3. Atış açısı 0° < x < 45° arasında 45°’ye yaklaşırken menzil uzaklığı artmakta 45°’den 90°’ye doğru gittikçe menzil uzaklığı azalmaktadır. Öğrenciler bunun nedenini açıklayamamaktadır.
4. Birbirlerini 90°’ye tamamlayan açılarla atılan cisimler aynı noktaya düşmektedir. Öğrenciler bunların aynı anda aynı noktaya düşeceğini düşünmektedirler.
Düzgün Dairesel Hareket Konusundaki Yanlış Algılamalar

1. Dairesel hareket için kuvvet gerekli değildir.
Cisme direk etkileyen bir kuvvet yoktur. Bu yüzden öğrenci dairesel harekette kuvvetin gerekmediği izlenimine kapılır.

2. Merkezkaç kuvveti gerçektir.
Liselerde okutulan fizik kitabında merkezkaç kuvvetinden hiç bahsedilmemiş. Fakat bazı kitaplarda merkezkaç kuvvetinden bahsediliyor. Bu yüzden öğrenci bu kuvvetin gerçek bir kuvvet olduğunu düşünüyor. Öğrencilere merkezkaç kuvvetinin yalancı bir kuvvet olduğunu, bir eylemsizlik kuvveti olduğunu söylemeliyiz.

3. Sabit hızlı dairesel hareket yapan cismin ivmesi yoktur.
Öğrenciler, hızın sadece büyüklüğünde bir değişme olması sonucu ivmenin olacağını düşünüyorlar. Oysa hızın yönün değişmesiyle de ivme doğar. Bunu öğrencilere ispatlamak gerekir.
4. Dairesel hareket yapan cisim serbest bırakıldığında dairesel harekete devam eder.Öğrencilere hareketin devam edemeyeceği deneyle ispatlanmalıdır.

Sarmal Yayın Hareketi Konusundaki Yanlış Algılamalar

1. Sıkıştırılmış duran yayın kinetik enerjisi vardır. Bu yanlış algılamayı ortadan kaldırabilmek ve öğrenciye daha iyi anlatabilmek için yayın hareketine ait çizimleri tek tek yapmalıyız.

Sürtünmesiz yatay bir düzey üzerinde kayan bir blok hafif bir yayla çarpışır. Yay sıkışırken, blok üzerine sola doğru bir kuvvet uygular ve sonunda blok durur. Blok + yay sisteminin ilk enerjisi, bloğun ilk kinetik enerjisidir. Blok, yayla çarpıştıktan sonra durduğunda kinetik enerjisi sıfır olur. Yay kuvveti korunumlu olduğundan ve sistem üzerinde iş yapabilecek başka dış kuvvet bulunmadığı için, sistemin toplam mekanik enerjisi sabit kalmalıdır. Mekanik enerji, bloğun kinetik enerjisi ile yaydaki esneklik potansiyel enerjisinin toplamıdır. O halde bloğun kinetik enerjisinden, yayda depo edilen potansiyel enerjiye bir enerji aktarımı vardır. Sonunda, blok zıt yönde hareket eder ve kinetik enerjisini kazanır.

Blok-yay sisteminin toplam mekanik enerjisi

E =1/2 m V2 + k x2

Sıkıştırılmış duran yayda sıkışma maksimumdur ve hız sıfırdır. Buna göre,

E = m (0)2+1/2 k A2

E = 1/2 k A2 Potansiyel enerji maksimum

Görüldüğü gibi sıkıştırılmış duran yayın kinetik enerjisi sıfırdır ve potansiyel enerjisi maksimumdur.

2. Yalnızca, sıkıştırılmış duran yayın bir potansiyel enerjisi vardır.

Herhangi bir x yer değiştirmesi için bloğun hızı v olduğunda kinetik ve potansiyel enerjilerin toplamı, toplam mekanik enerjiye eşittir.

E = K + U
E = 1/2 m V2 +1/2 k x2

Yayın herhangi bir x yer değiştirmesinde de enerjisi vardır.

3. Sadece salınım hareketi yapan yayın bir enerjisi vardır.Yay sıkıştığında blok durur ve hız sıfır olur. Bloğun kinetik enerjisinden yayda depo edilen potansiyel enerjiye bir aktarım vardır. Yani enerji tümüyle potansiyel enerjidir. Salınım hareketi yapmayan yayında bir enerjisi vardır.


MANYETİZMA


Manyetik kutupların ayrılamaması ile ilgili yanlış algılamalar
Manyetik alan çizgilerinin yönünün saptanmasında yanlış algılamalar
Mıknatıslarken neden hep aynı yönde sürtüldüğü anlaşılmakta zorlanan bir başka noktadır.
Sağ el kuralı uygulamalarında yanlış algılamalar vardır.
Yerin manyetik alanı konusundaki şekiller kimi kitaplarda hatalı verilmiş
Eğilme ve sapma açılarının anlaşılmasında da güçlük yaşanıyor
Aynı yönde ve farklı yönde akım geçen akım geçen iki telin oluşturduğu manyetik alan ve bu alandan kaynaklanan kuvvetin yönü konusunda çelişkiler duymaktadır öğrenciler.

Yaptığımız araştırmalar sonunda bu konularla ilgili yanlış algılamalar konusunda lise öğrencileri üzerinde yapılan bir ankette aşağıdaki sorular ve yanıtlar yer almaktadır:

1-Manyetik alan kaç boyutludur?

Sorusuna öğrencilerin verdiği cevaplar ‘1 boyutlu,2 boyutlu,boyutsuz ve nadiren de 3 boyutlu’ şeklinde olmuştur.Bunun nedeni de öğrencide boyut kavramının yerleşmesini sağlayan analitik geometri dersinin lise 3. sınıfın ikinci döneminde okutulup,manyetik alan konusunun ise lise 2. sınıfın ikinci döneminde veriliyor olmasıdır.

2-Mıknatıslardaki manyetik alanların kaynağı aşağıdakilerden hangisidir?

A)Mıknatısın yapıldığı madde
*B)Hareketli yükler
C)Durgun yükler
D)Hiçbiri
E)Diğerleri
Öğrencilerin verdiği cevap mıknatısın yapıldığı madde şeklinde olup,doğru cevap ise hareketli yüklerdir.


3-Dünyanın manyetik kutuplarının kaynağı nedir?

Dünyanın kendi ekseninde dönmesi ve dünyanın çekirdeğindeki ağır metaller doğru cevaptır.Ancak öğrenciler ‘dünyanın eksenindeki dev mıknatıs ‘cevabını vermişlerdir.

4-Dünyanın manyetik alanının gücüyle ilgili açıklamalardan hangileri doğrudur şeklinde bir soru yöneltildiğinde öğrencilerin verdiği cevaplar;’Tüm yüzeyde manyetik alanın gücü eşittir’ şeklinde olup,doğru cevap;’manyetik alan her yerde farklıdır’ olması gereklidir.

5-Manyetik alan çizgileri;
1-Başı ve sonu olmayan kapalı eğrilerdir.
2-Mıknatısın dışında ,N’ den S’ ye yöneldiği varsayılır.
3-Mıknatısın içinde S’ den N’ ye yöneldiği varsayılır.
Hangileri doğrudur?

Doğru cevap 1-2-3 olup , öğrenciler mıknatısın içinde manyetik alan yok diyorlar,kimisi de N’ den S’ ye diyor.


6-
1.Durgun olan yükün çevresinde yalnız elektrik alanı vardır.
2.Hareketli yükün çevresinde yalnız manyetik alan vardır.
3.Hareketli yükün çevresinde elektrik alanı ile birlikte manyetik alanda vardır.
Hangileri doğrudur?

Doğru cevap 1 ve 3 olacaktır.



KÜTLE ve AĞIRLIK

Ölçme ve Birim Sistemleri:


Liselerde birim sistemlerine yer verilmiyor. Genelde bir saatte işlenip geçiliyor. Öğrenciler de birimler tam oturmuş değil. Fizikteki çoğu kavramın birimlerini bilmiyorlar. Sadece sayıyla ifade ediyorlar. Birimlere daha fazla yer verilmelidir.

Kuvvetler
Vektörlerin toplanmasında uç uca ekleme metodunda bileşke vektörün yönü yanlış çiziliyor.Lami teorisinde küçük açının karşısında büyük kuvvet bulunur, ifadesi karıştırılıyor. Küçük açının karşısında küçük kuvvet bulunur diye düşünüyorlar.

Moment ve Denge

Vektörel büyüklük olduğu karıştırılıyor. Momentin yönünü bulmada zorlanıyorlar. Momenti hesaplarken dik uzaklığı bulmada zorlanıyorlar. Denge şartları tam uygulanamıyor. Etki-tepki kuvvetlerinin yönleri karıştırılıyor.

Ağırlık Merkezi:

Katı bir cismi hangi noktasından asarsak asalım ipin uzantısı ağırlık merkezinden geçer, ifadesi tam anlaşılmıyor. Çıkarılan parçanın momentin (-) alınmasının nedeni açıklanmıyor.

Kütle ve Ağırlık
Kütle ve ağırlık kavramları karıştırılıyor. Birbiri yerine kullanılıyor.
Kütle sabit, ağırlık değişkendir. Kütle eşit kollu teraziyle, ağırlık dinamometre veya baskülle ölçülür.
Her ikisi de ayırt edici özellik değildir.
Eşit kollu terazinin uzayda çalışacağını düşünüyorlar.
Ağırlık ve kütle merkezlerinin yerlerini karıştırıyorlar. Ağırlık vektörünün yönünü karıştırıyorlar.
Fizikteki ifade edilen skaler ve vektörel büyüklükler arasındaki farkı tam iyi bilmiyorlar.
Fizikte ağırlık merkezi ile ilgili problem çözerken cisimden parça çıkarılırken çıkarılan parçanın ağırlık vektörünü soru çözerken yukarı yönlü alıyorlar. Oysaki ağırlık vektörünün çözümü aşağıya yönlüdür.
Kütle ve ağırlık merkezinin bulunamayacağını bilmiyorlar. Şeker, suda eridiğinde kütlesinin kaybolduğunu düşünüyorlar.
Aydaki yerçekimi dünyadakinden daha fazla olduğu yada ayda yerçekimi kuvveti olmadığı düşünüyorlar. Aşağıya inildikçe yerçekimi kuvvetinin azalacağını düşünüyorlar


IŞIK KONUSUNUN ANLATIMI

Müfredatta sıralama hatası söz konusu. Işık ve özellikleri (Kırılma, Yansıma, Yayılma) öğrenciye Lise-2’de verilirken, ışık modelleri Lise-3 konuları
içerisinde veriliyor.
Kırılmada hız, dalga boyu, frekans, periyot,... gibi değişkenlerden bahsedilirken, bu değişkenler ışık modellerinde işleniyor.Yani ışığın yapısı
bilinmeden davranışı anlatılıyor.

Kırılma indisi kavramı, yanlış kullanılıyor. Sanki ışık ortamı /kırıyormuş izlenimi veriyor. Oysa ortam ışığı kırıyor. Kırılma indisi yerine ‘kırıcılık
yada kırma indisi’ ifadesi daha doğru bir ifade olabilir.

Işığın kırılmasının, ortamların yoğunluk farkından kaynaklandığı söyleniyor.gerçekte ışığın kırılma nedeni, ortamların kırıcılıklarının farklı
olması.Yani az yoğun-Çok Ortam yerine, Az Kırıcı-Çok Kırıcı Ortam ifadeleri kullanılmalı.

Mutlak Kırıcılık indisi ile Bağıl kırıcılık indisleri birbiriyle karıştırılıyor.Karıştırılmanın en büyük sebebi havadan (n=1) başka bir ortama
geçişte bağıl ve mutlak kırıcılık indisinin eşit olması.

nmutlak=nortam/nhava, nbağıl=n1.ortam/n2.ortam

Renkli ışıkların bazılarının(renk seçimine göre) renkli ortamlarda soğurulması olayında, soğurma yerine yutar ifadesi kullanılıyor. Sanki soğurulan ışık yok
oluyormuş gibi ifade ediliyor. Oysa burada cismin renginden farklı renkteki ışınların, enerjilerinin soğurulmuş olması, söz konusu.



ISI ve SICAKLIK

Isı sıcakla ters orantılıdır.
Isı ve sıcaklık aynı kavramlardır.
Isı sabittir değişmez
Sıcaklık potansiyel enerji ile ilgili bir olaydır.
Saf su iyi bir ısı iletkenidir.
Su molekülleri arasında ısı iletkenliği vardır
Moleküller arası boşluğu fazla olan sıvılar çabuk ısınır
Maddelerin sıcaklığı en fazla donma noktalarına kadar düşürülebilir.
Mutlak sıfırda madde kaybolur.
Cisimler donma noktasına ulaştıktan sonra sıcaklığı değişmez.
Isı bir enerji değildir.
Isı alışverişlerinde enerji korunmaz.
Özısısı küçük olanın ısısıda küçüktür.
Kazaklar insanları daha çok ısıtır.
Sıcaklıkları Oo C nin altındaki cisimler soğuk cisimlerdir.
Soğuk cisimler katı halde bulunurlar.
Buharlaşan sıvının sıcaklığı yüksektir.
Buharlaşma için sıvı kaynama noktasına ulaşmalıdır.
Buharlaşma iç basıncın dış basınca eşit olduğu an gerçekleşir.
Soğuk bir ortamda bulunan metal maddeler, aynı ortamda bulunan ahşap maddelerden daha soğuktur.
Sıcaklık transfer edilir.

Not: Burada listelediğimiz maddeler "kavram yanılgılarıdır". Örneğin ısı ve sıcaklık aynı kavramlar değildir.


İTME ve MOMENTUM

1. İtme dendiğinde öğrenciler, genellikle günlük hayattaki “iteleme, arkadan itme” olarak algılamakta, fiziksel bir nicelik olduğunu tam olarak kavrayamamaktadırlar.

2. Yine itme dendiğinde, kuvvetin cisme sadece iteleme şeklinde uygulanabileceği, anlaşılmaktadır. Çekme şeklinde uygulanacak kuvvetin bir itmesinin olmadığı düşünülmektedir.

3. Öğrenciler impulsu, maddelerin birbirlerine uyguladıkları itme kuvveti olarak tanımlamaktadırlar. İmpuls ve itmenin aynı kavamlar olduğu bilinmemekte, aksine impulsun bir kuvvet olduğu söylenmektedir. Bunun nedeninin, impuls ve itme kavramlarının gelişigüzel kullanılmaları sebebiyle, öğrencilerin ikisinin farklı kavramlar olduğunu sandıklarını düşünmekteyiz.

4. Öğrencilerin itmenin tanımı konusunda oldukça ilginç sonuçlara vardığı örülmektedir. Belki de en ilginçlerinden biri, itmenin tanımını yaparken; “İtme birim zamanda cisme etki eden kuvvettir. İtme = F.t” ifadesi kullanılmasıdır. Bu da öğrencilerin formüllerle tanımlar arasında bağ kuramadıklarını göstermektedir.

5. Öğrenciler, iki cismin çarpışması olayında, daha hızlı hareket eden, daha büyük kütleli ya da daha sert olan cismin daha büyük, daha yavaş olan veya daha küçük kütleli cismin ise daha küçük bir kuvvet uygulayacağın sanmaktadırlar.

6. İmpuls (İtme) = Momentum Değişimi bağıntısının İmpuls (İtme) = Momentum şeklinde algılandığı, yani impuls (itme) ve momentumun aynı kavramlar olduğu düşünülmektedir.

7. Momentumu tanımlayan öğrencilerin, “çarpma” ya da “cisimlerin çarpması” şeklinde ifadeler kullanmaları, momentumun çarpışmalardan ibaret olduğunu düşündüklerini göstermektedir.

8. Momentum ve moment kavramları, isim benzerliğinden ötürü bazı öğrenciler tarafından karıştırılmaktadır.

9. Momentumun skaler bir büyüklük olduğu, yönünün önemli olmadığı sanılmaktadır.

10. Momentumun vektörel olduğu bilinse dahi, momentum vektörü öğrenciler tarafından gösterilememekte, hız vektörüyle aynı yönde olacağı idrak edilememektedir.

11. Öğrenciler, momentumu enerji kavramıyla açıklamaya çalışmakta, hatta momentumun enerji olduğunu zannetmektedirler. Bunun nedeni olarak, momentum ve kinetik enerji ifadelerinin her ikisinin de kütle (m) ve cismin hızına (v) bağlı olmaları, dolayısıyla bağlantılı hatta aynı oldukları düşünülmektedir. Burada, momentumun vektörel oluşu ve buna bağlı olarak vektörel işlemler gerektirmesi, buna karşı enerjinin skaler olduğu ve skaler işlemlere tabi tutulması gerektiği göz önünde bulundurulmamaktadır.

12. Öğrenciler, işlemlerde genelde birim kullanmadıkları için olsa gerek, momentumun birimini ifade etmekte zorlanmakta, Newton, kg.m/s2, joule, kg-f gibi birimler kullandıkları görülmektedir. Buradan öğrencilerin boyut analizi yapamadıkları da anlaşılmaktadır.

13. Momentumun her zaman korunduğu sanılmakta, dış kuvvet varken korunmadığı bilinmemektedir.

14. Televizyon ve sinemada görülen bazı olayların momentum gibi bazı fiziksel nicelikleri öğrencilerin yanlış algılamalarına neden olduğu görülmektedir. Örneğin; bir tabancadan çıkan küçük bir mermi çekirdeği bir insana saplandığında, filmlerde adamın geriye doğru sürüklendiği hatta uçtuğu görülmektedir. Halbuki insanın kütlesi çok büyük olduğunda ve sistem için momentum korunacağından adam ayaklarında bir paten varsa az bir miktar geriye gidecektir. Yani filmlerdeki abartı sahneler yanlış algılamalara neden olmaktadır.


ELEKTRİK AKIMI

Elektrik üretmenin elektron yaratmak olduğu inancı.
Elektrik akımının ışık hızına yakın bir hızla kabloların içinden akan yükler olduğu inancı;yükler gerçekte saatte santimetrelerce yol alır.
Akım ve statik birer maddedir inancı;buradaki maddeler sadece elektronlar ve protonlardır.protonlar ayrılmış (uzaklaşmış) elektronlar ”statik” denilen olaya neden olurlar ve bir grup elektron bir grup protonla hareket ederek “akım”’ı oluştururlar. Statik ve akım madde değil olaydır.
Olay gerçekte sadece “elektriksel” iken olayın “elektrik yapısında “olduğu inancı. Eğer şimşeğin “atmosferik elektrik” olduğunu söylersek onun elektriksel bir olay olduğunu ifade ederiz ve bundan sonra asla şimşek “bir tür elektriktir” ya da “elektrik yapısındadır” dememeliyiz.
Böyle yapmak bulutların hava içerdiğini söyledikten sonra buluttaki küçük sıvı damlacıklara “hava” dendiğini söylemek gibidir.
Sadece iki tür elektriksel olay olduğu düşüncesi; statik elektrik ve akan elektrik. Gerçekte birçok çeşidi vardır. Şimşek atmosferik elektriktir. Kalp kasları olayı miyoelektriktir. Biyoelektrik, fotoelektrik gibi daha birçok elektriksel olay vardır.
“Statik” ve “akım” ın zıt anlamlı olduğu inancı; basıncın akışın zıt anlamlısı olmaması gibi “statik” in karşıtı nötr maddedir. Hareketli yükün karşıtı da ayrılmış (statik) yük değildir, hareketsiz yüktür. Akım akan yük demektir.
Elektrik enerjisinin cihazdan geçip jeneratöre geri döndüğü inancı; bunu enerji değil sadece yükler yapar.
Bir AC sistemde elektrik enerjisinin ileri geri hareket ettiği düşüncesi; böyle hareket eden yüklerdir, enerji değildir. Enerji sürekli olarak ileri akar. Enerjinin hareketi su yada ses dalgalarındaki gibidir.
Elektrik akımının varlığının “elektrik” elektrik akımının yokluğunun ise “elektriğin olmayışı” şeklinde yanlış anlatılması. Gerçekte hareket etseler de etmeseler de akıma neden olan yükler vardır. Bir boruda akan su durduğunda, su görülmez. Ve bir elektrik akımı kesildiğinde , yükler tellerin içinde başladıkları yerde kalırlar.

Bütün elektrik akımının elektronların akışı olduğu inancı; bu elektriğin sadece elektronlardan oluştuğu yanlış algılaması ile birleşir. Sonuç olarak elektrolitlerdeki yarı iletkenlerdeki, sinirdeki, yerdeki, okyanuslardaki, pillerdeki…gibi elektronsuz akımları ihmal etmiş oluruz. Eğer bir pilin plakaları arasında geçen sadece yüklü atomlarsa gerçekte akımın doğrultusu pil üzerinden olduğu halde öyle olmadığı yanlış inancına sahip oluruz.
Pillerden hiç yük akmadığı inancı; bu bizi pillerin yük ürettiği, kullanılmış pil içinde bir deposu olduğu yanlış algılamalarına götürür. Eğer yük için pil içinde bir yol olmadığına inanırsak yanlış olacaktır. Çünkü bir yol vardır; akan yüklü atomların oluşturduğu bir yol yük bir devre etrafında dolanır ve pil üzerinden tekrar tekrar geçer.
Jeneratör ve pillerin cihazlara akım denen bir madde gönderdiği inanncı; bir pil yada akım için bir yol olmadığı inancı
“Akımın miktarı” teriminin kullanımındaki çelişki. Akım bir orandır, maddesel bir miktar değildir. “Akımın oranı nedir”? “Akımın şiddeti nedir?” veya “Akımın değeri nedir?” demliyiz.
Elektrik akımının birim zaman başına elektrik miktarı olduğunu söylemekten çok “elektrik miktarı” olduğunun söylenmesi. En doğru şekli “birim zaman başına yük miktarı” demektir.
Piller ve jeneratörlerin elektrik akımlarına neden olmalarından dolayı akım denilen maddesel bir varlık yaratıyor olmaları inancı yada piller ve jeneratör bir elektrik akışına sebep olduklarından bir elektrik maddesi yaratıyorlar olması inancı. Gerçekte yükler zaten kablolarda vardır ve piller ve jeneratörler sadece yük pompalama aracı gibi davranırlar.
Akıma sebep olan bir aracın, bir yük kaynağı olması gerektiği inancı, jeneratörlerin yükleri pompalamasından ziyade “akım yada yük kaynağı” oldukları inancı. Bu düşünce daha açık olarak “akımın sebebi” teriminin kullanılması gereken her yerde “akım kaynağı” teriminin kullanılması ile desteklenmektedir.
Akımın sürekli aktığının belirtilmesi. Buda herkesi akım denilen maddesel bir niceliğin var olduğuna inanmaya yönlendiriyor. Bizi de “yük akışı” kavramını kullanmaktan uzaklaştırıyor.

Bir iletkenin “hareket edebilir elektrik içeren bir şey” olarak açıklamaktan çok “elektriğin içinden akabildiği bir şey” olarak anlatılması. Boşluk mükemmel bir yalıtkandır ama hareketli yüklere hiçbir engel sunmaz. Ama boşluk hiç hareketli yük içermez; öyleyse yalıtır.
Gerçekte piller ve jeneratörler sabit potansiyel sistemi olduklarından “voltaj” kaynakları olduğu halde akım kaynakları olduğu inancı.
Elektrik enerjisinin elektron denilen küçük parçacıklardan yapılı olduğu inancı. Gerçekte elektrik enerjisinin temel birimi fotondur. Elektron değildir. Elektrik enerjisi de elektromanyetik olan dalga enerjisidir.
Enerjinin bir kablo aktığı, araçtan geçtiği ve diğer kablolarla geri döndüğü inancı enerji gerçekte iki kabloda aynı anda çıkar. Aracın içine dolar ve diğer enerji türleri (ısı, hareket..) dönüşür.
Dirençlerin yük sarf ettiği inancı
Yüklerin bir dirençten geçerken yavaşladığı inancı.
Akımın devreden geçerken tüketildiği inancı.
Bir iletkenin direncinin olmadığı inancı.
Paralel bağlı dirençlerin eş değer direnci en büyük direncin değerinden daha büyük olduğu inancı.
Akımın artık bir yük olduğu inancı.

Öğrenciler Tarafından Zor Anlaşılan Konular:

1-Elektrik nedir? Tanımını yapınız.
Bir sürü kavramı tek bir “elektrik” adı altında toplayarak basitleştirmemiz. Öğrencilerin karmaşık, imkansız , çelişik karakterde olan ve “elektrik” diye adlandırılan soyut bir varlığın olduğuna inanmalarına sebep olur.
2-Elektriğin türlerinin tanımları arasındaki çelişki:
Elektriğin türleri anlatırken birçok türünden bahsederiz; pozitif ve negatif elektrik, statik ve akım; biyoelektrik, termoelektrik gibi…Bunlar tek başına kullanıldığında sorun yok ama birbiriyle çeliştiklerinde beraber kullanılması ciddi bir hatadır.
3-Benzer terimlerle benzemeyen tanımların kullanılması öğrencilerde çelişkiye neden olur.
Örneğin AC alternatif akım demek değildir. Değişken bir değere sahip olma demektir. Öyleyse sabit bir voltaja da DC denir ve değişken bir voltaj da AC’dir ve AC voltaj terimi çok kullanılır. AC voltaj alternatif akım voltajı mı demektir? Hayır. AC voltaj değişen voltaj demektir. Eğer AC ‘yi sadece alternatif akım olarak kullanıyorsak elektriksel açıklamalarda çelişki yaparız.
4-Elektrik akımı – Elektrik yükü
öğretme sırasında elektrik akımı kavramlarının önce verilip sonra elektrik yükünün anlatılması sonuç olarak öğrenciler amperi anladıklarını, coulomb’u biraz kavradıklarını zannederler. Aslında iki kavramı da kavramamışlardır. Öğrenciler amperin temel bir birim olduğunu düşünmekten vazgeçerler. Coulomb/saniye’yi ihmal ederler ve amper*saniye konusunda da kafaları karışmıştır. Durum tersine çevrilmelidir. Coulomb hakkında her şeyi öğrenmeliler, akımı coulomb/saniye teriminin içinde duymalılar ve Amper*saniye’nin de coulomb demenin dolaylı bir yolu olduğunu görebilmeliler.
5-Elektriksel güç – Elektrik enerjisi
öğrenciler Watt’ı anladığını sanır, hiçbiri Joule’i kavramamıştır. Öğrenciler Watt’ın temel bir birim olduğunu düşünürler. Joule/saniyeyi ihmal ederler ve Watt*saniye konusunda kafaları karışır. Bu durum engellenmelidir. Öğrenciler Joule ile ilgili her şeyi öğrenmeden önce enerji akışı hakkında bilgilenmelidir. Watt*saniyenin Joule demenin başka bir yolu olduğunu görmelidirler.


ELEKTROSTATİK

- Düşülen yanlışlıklardan en büyüğü nötr cisme, yüksüz cisim denilmesidir.

- Elektriklenmenin kaynağı yükler, yüklerin kaynağı atomdur. Ancak atomun yapısı elektrostatik konusunun sonunda anlatılmakta. Bu da öğrencilere bilgiyi düzenli bir şekilde verilmemesini sağlıyor.

- Sürtünme ile elektriklenmeden önce dokunma ve etki ile elektriklenme anlatılmalı. Çünkü, sürtünme ile elektriklenme hem etki hem de dokunma ile elektriklenmeyi kapsıyor.

- Elektroskopu anlatmadan önce dokunma ile elektriklenmeden bahsetmek gerekiyor. Çünkü elektroskopun çalışma prensibi dokunma ve etki ile elektriklenme ile ilgilidir.

- Elektroskop bir cismin yüklü olup olmadığını, yükün cinsini tayin eden materyallerdir. Bu özellik konu anlatılırken vurgulanmalı.

- Pozitif yüklerin hareket etmediği konu anlatılırken vurgulanmalı, soruların çözümleri buna göre yapılıp, anlatılmalı. Bu hataya en çok etki ile elektriklenme konusunda düşülüyor.

- Elektriksel kuvvet verilmeden önce öğrencilerde kuvvet, en önemlisi vektörel büyüklük kavramı ölçülmeli, seviyeye göre bu konular öğrencinin belleğine oturtulmalı. Buna dikkat edilmezse belki de bu konular hakkında hiçbir fikri olmayan öğrencinin ezbere yönelmesini sağlar. Bunların sonucunda öğrenci elektriksel kuvvet hakkında yorum yapamaz, hiçbir şey öğrenemez.


ENERJİ ve ÇEŞİTLERİ


Potansiyel enerji ile ilgili sorularda bir referans noktası olduğunu ve bunu kendilerinin seçebileceğini algılayamıyorlar.
Sürtünme kuvvetinin olduğu sistemlerde enerjinin dönüşümünü kavrayamıyorlar.Ayrıca mekanik enerjinin korunmasında sürtünme ve direnç kuvvetlerinin olmama şartı göz önünde bulundurulmuyor.Yani mekanik enerjinin her zaman korunduğunu söylüyorlar.
Kurtulma ve bağlanma enerjilerini de kavrayamıyorlar.Bu konuda formülleri bağdaştıramıyorlar. Olayı tam kavrayamıyorlar.

EN ÇOK HATA YAPILAN SORU TİPLERİ




V hızıyla hareket eden m kütleli cisim siyahla belirtilen sürtünmeli yüzeyden geçenek h yüksekliğine gelmektedir.Buradaki enerji dönüşümlerini ve cismin hareketini kavrayamıyorlar.



m kütleli cisim h yüksekliğinden serbest bırakılıyor,yay x kadar sıkışıyor.Buna göre sistemdeki enerji dönüşümleri nasıldır.Bu sistemde ki bazı noktalarda m kütleli cismin enerjilerinin bulunmasında yanlış anlaşılmalar var.