Değerli meslektaşım,
Bu çalışma, 11. sınıf Fizik dersinin güncel MEB öğretim programında yer alan Kuvvet ve Hareket, Elektrik ve Manyetizma ile Optik ünitelerini kapsayacak şekilde hazırlandı. Soruların zor düzeyde olmasının temel amacı, öğrencinin yalnızca formülü hatırlayıp işlem yapmasını değil; verilen bilgileri analiz etmesini, uygun fizik modelini seçmesini ve ulaştığı sonucu yorumlamasını sağlamaktır.
Kuvvet ve Hareket
İlk bölümde serbest düşme, iki boyutta sabit ivmeli hareket, Newton’ın hareket yasaları, sürtünme kuvveti, limit hız ve düzgün çembersel hareket konuları ele alınıyor.
Serbest düşme konusunda öğrencilerin en sık yaptığı hata, cismin hareket yönü ile ivme yönünü birbirine karıştırmasıdır. Yukarı doğru hareket eden bir cismin hızının yukarı, ivmesinin ise aşağı yönlü olabileceği özellikle vurgulanmalıdır. Konum-zaman, hız-zaman ve ivme-zaman grafikleri birlikte incelendiğinde bu ayrım öğrenciler için daha anlaşılır hâle gelecektir.
İki boyutta sabit ivmeli hareket sorularında yatay ve düşey hareketlerin birbirinden bağımsız incelenmesi gerekir. Yatay doğrultuda hız sabit kalırken düşey doğrultuda yer çekimi nedeniyle hız değişmektedir. Öğrencinin verilen ilk hız vektörünü bileşenlerine ayırması, ortak zamanı belirlemesi ve sonuçları tekrar birleştirmesi beklenmektedir.
Newton yasalarında serbest cisim diyagramı oldukça önemlidir. Öğrenciler çoğu zaman hareket yönünde mutlaka bir kuvvet bulunması gerektiğini düşünmektedir. Burada cismin hız yönü ile net kuvvet yönünün farklı kavramlar olduğu açıklanmalıdır. Özellikle eğimli düzlem, bağlı cisim ve sürtünmeli yüzey sorularında bütün kuvvetlerin ayrı ayrı gösterilmesi işlem hatalarını büyük ölçüde azaltacaktır.
Statik sürtünmenin her durumda μsN değerinde olmadığı, bu değerin yalnızca maksimum statik sürtünmeyi gösterdiği belirtilmelidir. Kinetik sürtünmede ise cisim hareket ettikten sonra farklı bir katsayının kullanıldığı hatırlatılmalıdır.
Limit hız konusunda net kuvvetin sıfır olmasının cisme hiçbir kuvvet etki etmediği anlamına gelmediği üzerinde durulmalıdır. Limit hıza ulaşan cisimde ağırlık ile akışkan direnci dengelenmekte ve cisim sabit hızla hareket etmektedir.
Çembersel harekette ise hız vektörünün sürekli yön değiştirdiği, merkezcil ivme ile merkezcil kuvvetin çemberin merkezine yöneldiği açıklanmalıdır. Yatay ve düşey düzlemde yapılan çembersel hareketler karşılaştırılarak öğrencinin normal kuvvet, ip gerilmesi ve ağırlık arasındaki ilişkiyi yorumlaması sağlanabilir.
Elektrik ve Manyetizma
Bu bölümde elektriksel kuvvet ve elektrik alan, Faraday kafesi, manyetik alan, akım makarası, manyetik kuvvet, elektrik motorları, manyetik akı, elektromanyetik indüksiyon ve transformatörler incelenmektedir.
Elektriksel kuvvet konusunda öğrencilerin yüklerin işaretleri ile kuvvetin büyüklüğünü birbirinden ayırması gerekir. Yüklerin işaretleri kuvvetin çekici veya itici olmasını belirlerken kuvvetin büyüklüğü yük miktarına ve yükler arasındaki uzaklığa bağlıdır. Elektrik alan sorularında ise alan yönünün pozitif deneme yüküne etki edecek kuvvet yönü olduğu hatırlatılmalıdır.
Faraday kafesi konusu günlük yaşam örnekleriyle anlatılabilir. Uçakların ve metal gövdeli araçların yıldırım sırasında sağladığı koruma, iletken yüzeylerdeki yük dağılımı ve elektrostatik perdeleme kavramlarıyla ilişkilendirilebilir.
Manyetik alan bölümünde sağ el kuralının yalnızca ezberlenmesi yerine farklı tel ve akım yönleri üzerinde uygulanması daha yararlı olacaktır. Akım geçen düz telde alanın akım ve uzaklıkla; akım makarasındaki alanın ise akım, sarım sayısı ve makara uzunluğuyla ilişkisi karşılaştırmalı olarak incelenmelidir.
Manyetik alanda akım geçen tele etki eden kuvvette akım, manyetik alan ve kuvvet yönlerinin birbirine dik olabileceği gösterilmelidir. Bu kuvvetin elektrik motorlarının çalışma prensibinin temelini oluşturduğu açıklanarak konu günlük teknolojiyle ilişkilendirilebilir.
Elektromanyetik indüksiyon konusunda öğrencilerin yalnızca manyetik alanın bulunmasının yeterli olmadığını, indüksiyon geriliminin oluşabilmesi için manyetik akının değişmesi gerektiğini kavraması önemlidir. Lenz yasası anlatılırken indüksiyon akımının kendisini oluşturan değişime karşı koyacak yönde alan oluşturduğu vurgulanmalıdır.
Transformatörlerde sarım sayısı, gerilim ve akım arasındaki ilişki yorumlanmalı; yükseltici transformatörlerde gerilimin artarken akımın azaldığı açıklanmalıdır. Transformatörün alternatif akımın frekansını değiştirmediği de özellikle belirtilmelidir.
Optik
Optik ünitesinde ışık şiddeti, ışık akısı, aydınlanma, düzlem ve küresel aynalar, kırılma, görünür derinlik, tam yansıma, fiber optik, prizmalar ve mercekler yer almaktadır.
Aydınlanma konusunda ışık şiddeti ile aydınlanmanın aynı kavram olmadığı açıklanmalıdır. Aydınlanma; kaynağın ışık şiddetine, yüzeye olan uzaklığına ve ışığın yüzeye geliş açısına bağlıdır. Uzaklık arttığında aydınlanmanın uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak azalması öğrencilerin günlük yaşam gözlemleriyle ilişkilendirilebilir.
Düzlem aynalarda görüntünün sanal, düz ve cisimle aynı büyüklükte olduğu hatırlatılmalıdır. Birden fazla aynanın kullanıldığı sistemlerde görüntü sayısının aynalar arasındaki açıya bağlı olduğu gösterilebilir.
Küresel aynalar ve merceklerde doğrudan formül kullanımından önce temel ışınların çizilmesi önerilir. Öğrencinin görüntünün gerçek veya sanal, düz veya ters, büyük veya küçük olduğunu çizim üzerinden tahmin etmesi sağlanmalıdır. Daha sonra matematiksel sonuçla ışın çizimi karşılaştırılabilir.
Kırılma konusunda ışığın farklı ortamlarda hız değiştirdiği için doğrultusunun değiştiği açıklanmalıdır. Işık az kırıcı ortamdan çok kırıcı ortama geçerken normale yaklaşmakta, çok kırıcı ortamdan az kırıcı ortama geçerken normalden uzaklaşmaktadır.
Tam yansımanın gerçekleşebilmesi için ışığın çok kırıcı ortamdan az kırıcı ortama geçmesi ve gelme açısının sınır açısından büyük olması gerekir. Fiber optik teknolojisi bu iki koşul üzerinden anlatılarak haberleşme sistemleri ve tıbbi görüntüleme uygulamalarıyla ilişkilendirilebilir.
Çalışmanın Uygulanmasına Yönelik Öneriler
Bu soru setini öğrencilerin konuları tamamlamasının ardından genel değerlendirme çalışması olarak kullanabilirsiniz. Zor düzeyde olduğu için sınav süresinin yaklaşık 80-90 dakika olarak belirlenmesi uygun olacaktır.
Öğrencilerden yalnızca doğru seçeneği işaretlemelerini değil, seçeneğe ulaşırken kullandıkları fizik kuralını kısa biçimde yazmalarını isteyebilirsiniz. Böylece yanlış cevabın işlem hatasından mı, kavram yanılgısından mı yoksa soruyu yanlış okumaktan mı kaynaklandığını daha kolay belirleyebilirsiniz.
Cevap anahtarı sınavın hemen ardından verilebilir; ancak ayrıntılı çözümlerin öğrenciler kendi çözüm yollarını tartıştıktan sonra incelenmesi daha verimli olacaktır. Yanlış yapılan soruların hareket, kuvvet, elektrik, manyetizma ve optik başlıkları altında sınıflandırılması, hangi konularda tekrar yapılması gerektiğini de açık biçimde gösterecektir.
Bu çalışma, öğrencinin yalnızca sayısal işlem becerisini değil; grafik okuma, model oluşturma, değişkenler arasındaki ilişkiyi fark etme ve bilimsel çıkarım yapma becerilerini de değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Güncel program kapsamı için MEB 11. Sınıf Fizik Dersi Öğretim Programı incelenebilir.
