| |
Skaler ve Vektörel Büyüklükler
Fizikte ölçümü yapılan başlıca iki büyüklük vardır.
Bunlar;
– Skaler büyüklükler
– Vektörel büyüklüklerdir
Skaler büyüklükler: Sayı ve birim
kullanılarak belirtilebilen büyüklüklere skaler büyüklük denir. Örneğin 2
kg, 20 m gibi büyüklükler skaler büyüklüklerdir.
İş, güç, enerji, elektrik yükü, elektriksel
potansiyel, elektriksel potansiyel enerji, zaman, ısı, sıcaklık, kütle,
hacim,yol, sürat, basınç vb fiziksel büyüklüklerin yönü ve doğrultusu
yoktur.
Bu büyüklüklerin sayısal değeri ile birimi verildiği zaman büyüklük hakkında
yeterli bilgiye sahip oluruz. Bu tur büyüklükler skaler büyüklüklerdir.
Vektorel büyüklükler: Büyüklüğü,
başlangıç noktası, yönü ve doğrultusu olan büyüklüklere vektörel büyüklük
denir.
Örnek olarak

vektörel büyüklükler
Vektörler yönlü büyüklükler oldukları için oklarla gösterilir.
F : Fiziksel büyüklüğün vektör olduğunu üzerine konan ok tanımlar.

O : Vektörün başlangıç noktasıdır.
D : Vektörün bitiş noktasıdır.
|OD| : Vektörün büyüklüğüdür.
[AB : vektörün yönünü (O’dan D’ye doğru) gösterir.
d : Vektörün doğrultusunu gösterir.
Doğrultu ve yön farklı iki kavramdır. Bir vektörün tanımlanabilmesi için
her ikisininde belirtilmesi gerekir.
Yön belirtmek için kullanılan yönlü doğru parçalarına vektör denir. Ağırlık,
hız, kuvvet, ivme, yer değiştirme, konum, Akım, Elektrik alan, momentum ,
moment(tork) gibi fiziksel büyüklükler vektörel büyüklüklerdir. Bu
tur büyüklükler yalnız sayı ve birimle ifade edilemez.
90 km/h hızla giden bir otomobil denildiği zaman, otomobilin hareketi tam
olarak tanımlanmamıştır. Otomobilin hangi yönde gittiği sorusu akla
gelmektedir. Örneğin Ankara’dan İstanbul’a doğru 90 km/h hızla harekete
geçen otomobil denildiğinde hareket
tam olarak ifade edilmiş olur.
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
SKALER ve VEKTÖREL BÜYÜKLÜKLER
(Çok iyi
bildiğimiz kavramlar!)
Prof. Dr. Oktay
Hüseyin (Guseinov)
Arş. Gör. Ayhan
Dil
Hayvanların en basit skaler ve vektörel nicelik anlayışları onların doğada
yaşayabilmeleri için gereklidir. Örneğin avcı hayvanlar, rüzgârın ve avının
hızlarının büyüklüğünü ve yönünü göz önüne alarak hareket ederler.
İnsanlar ise bu kavramları oldukça geliştirip bir araç gibi
kullanmaktadırlar. Bu temel kavramların net anlaşılmamasından ortaya çıkan
belirsizlik, ne yazık ki ders kitaplarında kendisini apaçık göstermektedir.
Temel bilimlerin her alanında kullanılan bu kavramları ele alarak en iyi
anladığımızı varsaydığımız bilgilerimizi sorgulamaya çalışalım. Aşağıda bazı
ders kitaplardan, bu kavramlara ilişkin yapılan alıntılar sorunu ortaya
koymamız açısından iyi birer örnek olacaktırlar:
Orta
öğretim ders kitaplarından bir örnek; Lise 2 fizik ders kitabı (2004):
‘Sayısal
değeri ile birimi verildiği zaman, büyüklüğü hakkında yeterli bilgiye sahip
olduğumuz büyüklüklere skaler büyüklükler denir. ’
‘
Büyüklüğü (sayısal değeri), başlangıç noktası, doğrultusu ve yönü ile ifade
edilen büyüklüklere vektörel büyüklük denir. ’
Özel
dershane kitaplarından bazı örnekler ;
1. Yeni
öğretim sistemine göre 10. sınıflar için ÖSS Fizik kitabı:
‘ Skaler
büyüklük: Büyüklüğü ve birimi olan niceliklerdir. ’
‘Vektörler: Uygulama noktası, doğrultusu, yönü ve şiddetiyle belirlenen
büyüklüklere vektörel büyüklük denir. ’
2. Özel
dershane kitabı (2005):
‘Sayısal
büyüklükler: Bir sayı ve bir birim ile tanımlanabilen büyüklüklere denir. ’
‘Vektörel büyüklükler: Bir sayı ve bir birim ile tanımlanamayan ayrıca
yönlerinin de belirtilmesi gerekli olan büyüklüklere denir. ’
3. Özel
dershane kitabı yeni öğretim sistemine göre ÖSS Fizik (1999):
‘Skaler
büyüklükler: Sadece sayısal bir değer ve birimle bilinebilen büyüklüklere
skaler büyüklükler denir. ’
‘Vektörel büyüklükler: Şiddeti yanında yönü, doğrultusu ve başlangıç
noktasıyla belirlenebilen büyüklüklere vektörel büyüklük denir. ’
4. ÖSS
ve ÖYS için Fen bilimleri soru bankası (1997):
Hiçbir
büyüklük veya fiziksel nicelik anlatılmıyor. Yalnızca sorular içeriyor.
5.Yeni 4
yıllık lise programına göre, Fizik, Üniversiteye hazırlık, Okula yardımcı,
Lise 1, (2006):
Skaler ve vektörel nicelikler anlatılmamakta, fakat doğal olarak,
konu içinde kullanılmaktadır.
Üniversiteler için Fizik, 1.cilt, Gettys, Keller, Skove (çeviri-1993):
‘Skaler
büyüklükler: Skaler, uygun bir birim ve tek bir sayı ile gösterilebilen bir
niceliktir. ’
‘Vektörel büyüklükler: Vektör, boyu (büyüklüğü) ve yönü olan bir
niceliktir. Bir vektörü belirtmek için, birimi belirlenmiş bir sayıdan daha
fazlası gerekir. ’
Bazı
kitaplarımızdan almış olduğumuz bu anlatımlarda skaler niceliklerin
tanımları doğru ve birbirine benzer şekilde verilmektedir. Vektörlerin
anlatımında ise dikkati çeken ortak özellik, büyüklük (bazen yanlış olarak
şiddeti şeklinde kullanılmakta) ve yöndür. Üniversite ve bazı dershane
kitaplarında ek olarak biriminin de olmasına işaret edilmektedir. Bu
ifadeler doğru ama bazen gereğinden fazla ve bazen de eksiktir. Lise
2 fizik ders kitabında ise yönünün, başlangıç noktasının ve doğrultusunun
bilinmesinin gerekli olduğu belirtilmiş ama biriminin olması
vurgulanmamıştır. Diğer kitaplarda ise büyüklüğe ve yöne ilave olarak
başlangıç noktası, doğrultusu gibi bazı ifadeler kullanılmıştır.
Skaler
ve vektörel büyüklükler matematikte ve fizikte çok yaygın olarak
kullanılırlar. “Büyüklüğün büyüklüğü” gibi garip bir ifade kullanmamak için,
genel olarak, fiziğin iyi anlaşılmamasından kaynaklanan “büyüklüğün şiddeti”
gibi bir ifade kullanılmaktadır. Matematikte, büyüklüğün sayısal değeri (sadece
büyüklüğü veya sadece sayısal değeri ifadeleri de yeter), fizikte ise
fiziksel niceliğin büyüklüğü veya sayısal değeri ifadelerini kullanmak
doğrudur, ayrıca biriminin olduğunu vurgulamaya gerek yoktur.
Matematikte skaler sadece bir sayıdır. Matematikte ve fizikte skalerin ve
vektörün tanımları birbirinden farklıdır. Ama bu farklılıkların
belirtilmesi ile ilgili ifadeler ne ortaöğretim ne de özel dershane fizik
kitaplarında yer almaktadır. Özellikle vektörler konusu ile ilgili kavramlar
sadece ortaokul matematiği seviyesinde verilmektedir. Fiziksel
nicelikler ile ilgili kavramların anlatımlarında pek çok açıdan yanlışlıklar
bulunmaktadır. Yanlış kavramlarla, hatalı anlatımlarla başlanan eğitim de ne
yazık ki asla doğru ve iyi bir eğitim olamaz.
Fiziksel
niceliklerin (büyüklüklerin), ister skaler olsun isterse vektörel, birimleri
vardır. Birimlerinin olması fiziksel nicelikleri birbirlerinden ayırır,
skaleri vektörden değil. Bu yüzden fiziksel nicelikleri skaler ve vektörel
diye ayırırken birimlerinin vurgulanmasına gerek yoktur.
Vektör
yönü belirlenmiş bir doğru parçasıdır ve her niceliğin olduğu gibi doğru
parçasının da bir büyüklüğü vardır. Bu nedenle bir vektörün büyüklüğünün ve
yönünün verilmesi önem taşımaktadır. Yönü olan bir doğru parçasının,
doğrultusunun vurgulanmasına gerek yoktur. “Doğrunun doğrultusu” yeni bir
anlam taşımamaktadır. Skalerleri de sadece sayı ile değil, doğru parçaları
gibi de verebiliriz. Geometride ve trigonometride kullandığımız
figürlerin kenarları, alanları, hacimleri çoğu zaman skaler nicelikler. Bazı
kitaplarda karşılaşılan “vektörün başlangıç noktası” ifadesi ise, bir
vektörel niceliğin bir başlangıç ve bir uç noktası olması ile kesin bir
büyüklüğe sahip olduğunu bildirmek için kullandığından, vurgulanmasına gerek
yoktur. Bu düşünce çerçevesinde vektörün başlangıç noktasının ayrıca
belirtilmesi uç noktasından daha mı önemli olduğunu gösterir? Tabi ki
hayır.
Matematikte kullanılan vektörler serbest ve ya uzayda taşınabilen
vektörlerdir. Yani bu vektörleri kendisine paralel olarak uzayda istenilen
yere taşımak mümkündür. Böyle vektörlerin boyutları ve yönleri aynı ise, bu
vektörler eşit vektörlerdir. Fizikte ise hem serbest, hem kaydırılabilen,
hem de bağlı vektörler kullanılmaktadırlar. Hız, ivme, yer değişme, kuvvet,
kuvvet momenti, fırlama momenti, herhangi bir alanın şiddeti, her hangi bir
fiziksel niceliğin akısı ve diğerleri... Örneğin hız, ivme ve akı özel
durumlar dışında serbest vektörlerdir.
Dönebilen ve farklı malzemelerden oluşan cisimlere uygulanan kuvvet ve onun
momenti, fırlama momenti ve yer değiştirme serbest vektörler değiller.
Örneğin cisme uygulanan kuvvet cismi deforme etmiyorsa ve parçalara
ayıramıyorsa o ve onun momenti kaydırılabilen (yalnız kendi doğrultusunda,
her iki tarafa) vektörlerdir. Deforme edici ve cismi parçalayabilen kuvvet
ve onun momenti bağlı vektörlerdir. Örneğin kapılarımızı açıp kapatırken
uyguladığımız kuvvetin kendisi ve momenti taşınabilen vektörlerdir, serbest
değillerdir. Sıvıların her hangi bir kısmına uygulanan kuvvet her zaman
bağlı vektör olarak alınır. Kaydırılabilen vektörler yalnız doğrultusu
yönünde taşınabilirler. Böyle vektörlerin yalnızca etki yaptıkları yön
önemli iken, bağlı vektörlerin ise hem yönleri hem de uygulandıkları nokta
veya yer çok önemlidir. Vektörel niceliğin uygulandığı nokta ve vektörün
başlangıç noktaları farklı şeylerdir. Bu fark ancak serbest, kaydırılabilen
ve bağlı vektör kavramlarının incelenmesi ile anlaşılabilir ve genelde, ne
yazık ki kitaplarımızda bu kavramlar hiç işlenmemektedir. Fizikte
kullanılan vektörel niceliklerin bu tür farkları ortaokulda anlatılmalıdır,
ama bunları üniversitelerimizin fizik bölümü öğrencileri bile bilmiyorlar.
Aynı
doğrultunun veya paralel doğrultuların üzerinde bulunan vektörlere doğrudaş
(colinear) vektörler denir. Aynı düzlemde veya paralel
düzlemlerde bulunan vektörlere düzlemdeş (coplanar) vektörler
denir. Vektörlerin birbiri ile çarpımı skalerlerlerin çarpımlarından çok
farklıdır. Sıfırdan farklı değerleri olan skalerlerin çarpımı her zaman
sıfırdan farklı olan yine bir skaler verir. Ama vektörlerin çarpımları
bundan farklıdır. İki doğrudaş vektörün skaler çarpımlarının ( a b
cosα ) büyüklüğü skalerlerin çarpımına benzer, vektörel çarpımlarının (a
b sinα ) büyüklüğü ise her zaman sıfıra eşit olur. Serbest düzlemdeş
vektörleri de toplamak ve her iki türde çarpmak mümkündür. Ama serbest
olmayanlar için bu işlemler her zaman mümkün olmayabilir.
Vektörler eksensel (sanki vektör) ve polar (her zaman gerçek) olurlar.
Biliyoruz ki Uzay koordinat sistemini ( 3 boyutlu Öklid uzayı ) üç bir-
birine dik doğrultuları olan vektörleri temel alarak belirleyebiliriz.
Uzayda polar açıların yönlerini belirlemek için sağ ve sol koordinat
sistemleri seçilir. Sağ koordinat sisteminden sola veya tersine, soldan sağa
geçildiğinde, polar vektörün yönü 1800 değişir. Örneğin açısal
hız polar vektördür. Eksensel vektörlere örnek olarak uzay hızını ve yer
değişimini gösterebiliriz.
Bilindiği gibi matematik iç çelişkisiz mantığa dayanan ve doğa bilimlerinin
aracı olan bir bilimdir. Matematikte skaler ve vektörlere bağlı teoriler,
yalnız fiziğin aracı olarak değil, çok daha geniş ve derin şekilde
gelişmiştir. Vektörlerle çok sayıda ve çok farklı tür matematiksel analizler
yapılmaktadır. Bu analizler de farklı tür vektörlerin özellikleri göz önünde
bulundurarak, çizgiler çekilmeden, analitik metotlarla hesaplamalar
yapılmaktadır. Biz burada Evrenin çok küçük parçası olan yaşadığımız
uzaydaki (Öklid) vektörlerin bazı özelliklerinden konuştuk. Eğri uzayların
geometrisi ve topolojisinde vektörlerin diğer özellikleri de kullanılarak
hesaplamalar yapılmaktadır. Ama burada bizim amacımız ortaokul fiziğinde ki
skaler ve vektör kavramlarının üzerinde durmak ve bu kavramlara bağlı olan
uzantıları hatırlatmaktır.
Fizikte
en fazla üç (normal uzay), dört (özel ve genel görelilikteki uzaylar) ve
altı (istatistik fizikteki faz uzayı) boyutlu uzaylar kullanılır ve bu
uzaylarda genellikle skaler ve vektör alanlar incelenir. Skaler alanlar
yöntemi ile incelenen konulara örnek olarak sıcaklık, yoğunluk, yalıtkanlık
sabiti, kırılma indeksi ve diğer skalerlerin uzayda ki dağılımlarını ve
zamana bağlı olarak değişimlerini gösterebiliriz. Vektör
alanlarına gelince, akan hava ve sıvıların kendi veya içerdikleri
parçacıkların hızlarının, herhangi bir kuvvet alanının (elektrik, magnetik,
gerilim ve diğerleri) incelenmesini örnek olarak gösterebiliriz. Fizik,
vektör ve skaler kavramları ve onlara dayanan matematik olmadan
zenginleşemezdi.
Orta
eğitimde vektörler konusu fiziğin, en kolay, her öğrencinin ve öğretmenin en
iyi bildiği varsayılan konularından birisidir. Yazarlarımız
kitaplarında en iyi bildiklerini elbette en iyi şekilde yazmak için
çalışmaktadırlar. Üstelik en iyi ve kesin bilgilerimiz kitaplarda
olanlardır. Bu yazıda ele aldığımız temel konularda ‘en iyi bildiklerimiz’
yukarıda gösterdiğimiz gibi ise, diğer konular hakkında bildiklerimiz
nasıldır? Özellikle kavramların kesin ve doğru bir şekilde anlatıldığı
kitaplarımızın olmadığını biliyoruz.
Vektörel Nedir? Skaler Büyüklük Nedir? Vektörel ve Skaler
Büyüklük Örnekleri
Konu Başlıkları
1 1) Skaler Büyüklük
2 2) Vektörel Büyüklük
3 1. Skaler Büyüklük Örnekleri
4 2. Vektörel Büyüklük Örnekleri
Vektörel büyüklük nedir, skaler büyüklükler nedir, vektörel
büyüklük neyi ifade ediyor, skaler büyüklük ne anlama gelir, vektörel ve
skaler büyüklüklere örnekler.
1) Skaler Büyüklük
Yalnızca sayılarla ifade edilebilen ve bir birimi olan büyüklüklere
denir. Skaler büyüklükler, kütle, sıcaklık, güç, zaman, iş vb. olarak
incelenebilir. Örneğin; 3 metre, 5 kilogram, 35 oC, 600 Newton, 220 Volt
gibi.
2) Vektörel Büyüklük
ölçülen büyüklüklerin bazılarındaki sayısal değer ve birim bazen bu
veriyi anlamak için yeterli değildir. Bu büyüklüğün yönü, şiddeti, başlangıç
noktası ve doğrultusu da önem kazanır. Örneğin; “Araba Ankara’dan İstanbul’a
doğru saatte 90 km/sa hızla hareket ediyor” cümlesinde aracın yönü,
doğrultusu ve hızı gibi kavramlar bilinmesi gereken değerlerdir.
1. Skaler Büyüklük
Örnekleri
Kütle, enerji, sıcaklık, iş, elektrik yükü, zaman, hacim … gibi fiziksel
büyüklüklerde yön ve doğrultu söz konusu değildir. Bu büyüklüklerin sayısal
değeri ile birimi verildiği zaman büyüklük hakkında yeterli bilgiye sahip
oluruz. Bu tür büyüklüklere skaler büyüklükler denir.
2. Vektörel
Büyüklük Örnekleri
Hız, kuvvet, ivme, yer değiştirme gibi fiziksel büyüklükler yönlü
büyüklüklerdir. Bu tür büyüklükler yalnız sayı ve birimle ifade edilemez.
Büyüklüğü, başlangıç noktası, yönü ve doğrultusu ile bilinebilen niceliklere
vektörel büyüklükler denir.
30 km/saat hızla giden bir tren denildiği zaman, olay net olarak ifade
edilmemiş demektir. Hangi yönde gittiği sorusu akla gelmektedir. Örneğin
kuzeye doğru 30 km/saat hızla giden tren denilseydi, tam olarak ifade
edilmiş olurdu.
Vektörel ve Skaler Büyüklükler Nedir?
Vektörel ve Skaler Büyüklükler
Bazı fiziksel büyüklükleri tanımlamak için sadece sayı ve birim yeterli
iken, bazıları için ise sayı ve birimin yanında yön bilgisinin de
belirtilmesi gerekir. Örneğin pazardan alacağımız elmanın kütlesini ifade
etmek için sadece bir sayı ve birim kullanırız. Bu da elmanın kütlesini
anlamamız için yeterli olur. Örneğin 3 kg elma dediğimizde pazarcı ne
dediğimizi anlayacaktır. Ancak bir sayı ve birim bazı büyüklükleri ifade
etmek için yeterli olmaz. Örneğin bir otomobilin hızını ifade ederken hızın
büyüklüğü ve birimi yanında, eksiksiz bir bilgi için yönünün de belirtilmesi
gerekir. Aksi hâlde, otomobilin hangi yönde ilerlediği anlaşılmayacaktır.
Sadece birim ve sayı belirtilmesi ile anlam kazanan büyüklüklere skaler
büyüklükler denir. Büyüklüklerin anlam kazanabilmesi için, sayı ve birimin
yanında yönün de belirtilmesi gereken büyüklüklere ise vektörel büyüklükler
denir.
Vektör nedir? Vektör kavramının açıklaması, kullanımı, skaler ve
vektörel büyüklükler ve özellikleri hakkında bilgi.

VEKTÖR;
Fizikte, ölçülebilen bir çok nicelik, bir sayı ve bir birimle
tümüyle belli olur.Örneğin, Zeynep’in boyu 185 santimetredir dendi mi,
bu nicelik hakkında tam bir bilgi edinmiş oluruz. 2 saatte 45 tane
fizik sorusu çözdüm diyen bir öğrenci, yaptığı işin süresini ve
miktarını tam olarak belirtmiş olur. Başka bir şey söylemesine gerek
yoktur.
Oysa, çocuğa çarpan otomobil 150 kilometre hızla uzaklaştı denince
hemen ne tarafa gittiğini sorarız. Çünkü 150 kilometrelik hız,
arabanın hareketini belirtmeye yetmemiştir. Araba, 150 kilometre hızla
güneye doğru gitti dendiğinde ise hareket, değer ve yönü ile tam
olarak belirtilmiş olur.
Bir otomobile önce 500 Newton’luk çekme kuvveti, sonra da 500
Newton’luk fren kuvveti uygulanmış olsun. Bu iki kuvvet aynı şiddette
fakat ters yöndedir. Yönleri farklı olduğu için de yarattıkları
sonuçlar aynı değildir. Biri arabayı hızlandırır, öteki ise yavaşlatır. Demek
ki, bir kuvvetin yönü değişince yarattığı olay da değişiyor. Bu
nedenle, otomobile 500 Newton’luk kuvvet etki ediyor demek eksik bir
bilgidir. Yarattığı olayı tam olarak anlayabilmek için kuvvet n yönünü
de bilmeliyiz.
Bu örneklerde olduğu gibi, bazı nicelikleri anlatırken yön de
belirtmek gerekir. Bu nedenle de fiziksel nicelikleri yönlü ve yönsüz
olmak üzere iki kümeye ayırmak olasıdır.
SKALER BÜYÜKLÜK;
Bir sayı ve bir birimle tümüyle belli olabilen niceliklere skaler
nicelikler denir. Uzunluk, kütle, zaman, elektrik yükü, v.b. birer
skaler niceliklerdir. Skaler niceliklerle aritmetik ve cebrin temel
işlemleri olan toplama, çıkarma, çarpma ve bölme işlemleri
yapılabilir.
VEKTÖREL BÜYÜKLÜK;
Bir sayı ve bir birimin yanında yön belirtmeyi de gerektiren
niceliklere vektörel nicelikler denir. Hız, ivme, kuvvet, elektriksel
alan, v.b. gibi nicelikler vektöreldirler. Herhangi bir vektörel
nicelik, vektör denilen yönlendirilmiş doğru parçaları ile gösterilir.
Matematikte, yönlendirilmiş doğru parçalarına vektör
denir.
Her vektörel niceliğin dört öğesi vardır.
I. Doğrultu
II. yön
III. Şiddet ya da büyüklük
IV. Etki noktası
Vektör denilen doğru parçaları, herhangi bir vektörel niceliğin
şekille anlatımıdır. Bu nedenle bir vektör, vektörel niceliğin dört
öğesini şekil üzerinde bize göstermelidir.
Okun ucu, vektörel niceliğin yönünü, okun uzunluğu vektörel
niceliğin büyüklüğünü, oku üzerinde taşıyan sınırsız doğru doğrultuyu,
okun başlangıç noktası ise
uygulama noktasını temsil eder.
Yazılı anlatımda vektörel nicelikler çeşitli harf ve simgelerle
gösterilirler. Vektörü anlatan harf ya da simgenin üzerine bir ok
işareti konur, örneğin F gibi.
Vektörel niceliklerle toplama, çıkarma ve çarpma işlemleri
yapılabilir. Ancak bu işlemler geometrik işlemlerdir. Bu nedenle de
aritmetik ve cebirsel işlemlerden oldukça farklıdırlar. Cebirsel
işlemler, bazı özel durumlarda vektörlere uygulanabilir.
Vektörlerde bölme
işlemi henüz tanımlanmamıştır.Bu nedenle de
bir vektörel nicelik diğer bir vektörel niceliğe bölünemez. Ancak
değerleri ile bölme işlemi yapılabilir.
VEKTÖREL NİCELİKLERİN ÖZELİKLERİ
1. Yönü ve değeri aynı olan vektörlere eşit vektörler denir.
2. Değerleri aynı, yönleri ters olan iki vektör, ters vektörler adını
alır.
3. Bir vektörün değeri aynı kaldığı halde yönü değişirse vektör
değişmiş olur.
4. Vektörlerin
uygulama noktaları, yön ve değeri kadar
önemli değildir. Yalnız kuvvet vektörlerinde önem kazanır.
5. İki vektörün doğrultuları aynı olduğu halde yönleri ters olabilir.
Oysa yönleri aynı olan vektörlerin doğrultulan farklı olamaz. Bu
nedenle yön, doğrultuyu da kapsar. Yani bir vektörün yönü belirtilince
doğrultusu da belirtilmiş olur.
Sonuç olarak şunu diyebiliriz : Vektörlerin dört öğesinden en
önemli ikisi değer ve yöndür.
Skaler (fizik)
Fizikte, bir skaler, vektörden farklı olarak, koordinat sisteminin
döndürülmesi veya değiştirilmesi (Newton mekaniğinde), herhangi bir Lorentz
dönüşümü ya da uzay-zaman dönüşümü (görelilikte) sonucunda değişmeyen (bazen
kısaca "yönü olmayan" nicelik olarak tanımlanan) basit bir fiziksel
niceliktir.
Fiziksel nicelik
Bir fiziksel nicelik, sadece bir sayı değil, Matematik'ten farklı olarak
sayısal bir değerin fiziksel bir birimle çarpımı olarak tanımlanır. Nicelik
birime göre değişmez (mesela 1 km ile 1000 m aynı uzunluktadır) fakat sayı
birime bağlıdır. Yani, mesafe örneğinden gidersek, uzunluk, koordinat
sistemine özgü birim vektörlerin uzunluğuna bağlı değildir. Koordinat
sisteminde yapılacak değişimler skalerin hesaplanış formülünü
değiştirebilir; fakat skalerin kendisi değişmez. Aynı şey boyutsuz olmayan
bütün fiziksel nicelikler için de geçerlidir.
Örnekler
Kütle, elektriksel yük, sıcaklık ve bir ortamdaki bir noktanın elektrik
potansiyeli skaler niceliklerdir. 3 boyutlu evrende iki nokta arasındaki
mesafe skalerdir, fakat birinden diğerine olan yön ile beraber
belirtildiğinde, (yönü belirtmek için herhangi bir düzlemle yaptığı açıyı
üzere birden fazla fiziksel niceliğe ihtiyaç duyacağımız için) vektörel bir
nicelik olur.
Örneğin kuvvet, büyüklüğü ve yönü ile beraber tanımlanması gerekeceğinden
skaler bir nicelik değildir. Fakat kuvvetin büyüklüğü yalnız başına skaler
olarak ifade edilebilir. Mesela herhangi bir nesneye etki eden yerçekimi
kuvveti skaler değildir, fakat büyüklüğü skalerdir.
Vektörel ve Skaler Büyüklük Nedir?
Fizikte ölçüm yapmada kullanılan başlıca büyüklükler vardır. Bu
büyüklükler temel ve türetilmiş büyüklükler olarak ikiye ayrılır.
Uzunluk, kütle, zaman, sıcaklık gibi büyüklükler temel büyüklük yani skaler büyüklüklerdir. Kuvvet, hız ve ivme gibi büyüklükler ise türetilmiş büyüklük yani vektörel büyüklüklerdir. Büyüklük ister skaler olsun ister vektörel olsun her ikisi de ölçülebilen büyüklüklerdir.
Vektörel büyüklük nedir? Kısaca
Fizikte büyüklüğü, başlangıç noktası, yönü ve doğrultusu olan
büyüklüklere vektörel büyüklük denir. Hız, ağırlık ve itme vektörel
büyüklüktür.
Örneğin; 25 km/h Doğu, 140 N (newton) aşağı, 15 N.s Kuzey gibi örnekler vektörel büyüklüklere örnektir.
Skaler büyüklük nedir? Kısaca
Yalnızca bir sayı ve bir birimle ifade edilebilen büyüklüklere skaler
büyüklük denir. Sıcaklık, kütle ve hacim skaler büyüklüktür.
Örneğin; 4 metre, 3 litre, 26 derece gibi örnekler skaler büyüklüklere örnektir.
Vektörel büyüklük nedir? Daha detaylı
Fizikte büyüklüğü, başlangıç noktası, yönü ve doğrultusu olan
büyüklüklere vektörel büyüklük denir. Temel büyüklüklerden türetilmiştir
ve skaler büyüklükten tek farkı, yönünün bulunmasıdır. Hız, ağırlık ve itme gibi büyüklükler vektörel büyüklüktür. Fizikte büyüklüklerin bir çoğu, vektörel büyüklüklere girer.
- Temel büyüklüklerden türetilmiş büyüklüktür.
- Sayı ve birimle birlikte mutlaka yönde olmak zorundadır.
- Vektörler, yönlendirilmiş doğru parçasıyla gösterilir.
| Vektörel Büyüklükler |
| Büyüklük |
Sayısal Değer |
Birim |
Yön |
| Hız |
50 |
k/s |
Doğu |
| Ağırlık |
360 |
N (newton) |
Aşağı |
| İtme |
80 |
N.s |
Kuzey |
Skaler büyüklük nedir? Daha detaylı
Fizikte büyüklüğü yalnızca bir sayı ve bir birimle
ifade edilebilen büyüklüklere skaler büyüklük denir. Fizikteki temel
büyüklükler skaler büyüklüklerdir. Sıcaklık, kütle, hacim ve zaman
skaler büyüklüktür.
- Yalnızca bir sayı ve bir birimle ifade edilebilen büyüklüklerdir.
- Yönü yoktur.
- Temel büyüklüklerdir.
| Skaler Büyüklükler |
| Büyüklük |
Sayısal Değer |
Birim |
| Sıcaklık |
22 |
Derece |
| Kütle |
68 |
Kilogram |
| Hacim |
19 |
Litre |

Yukarıdaki şekilde vektörel bir örnek verilmiştir. Görüldüğü
gibi başlangıç noktası, büyüklüğü (şiddeti), yönü ve doğrultusu
var. Bu da bize vektörel bir büyüklük olduğunu gösterir. Şekildeki
K niceliğinin üzerindeki ok işareti, o niceliğin
vektörel bir büyüklük olduğunu gösterir. Bu nicelikler K, N, G, L, S,
vs. gibi çeşitli harflerle belirtilebilir. Üzerinde ok varsa bize vektörel bir büyüklük olduğunu gösterir.

Yukarıdaki şekilde M niceliğinin üstündeki ok işareti, onun bir
vektör olduğunu göstermektedir. 80 km/s hız ise, vektörün büyüklüğünü
gösterir.
Vektör – Kuvvet
Fizik madde ve enerji arasındaki dönüşümleri inceleyen ve bu ilişkileri
matematiksel olarak tanımlayan bilim dalıdır.Maddelerin kendi aralarında
meydana gelen bu davranışlarını incelerken ölçme kavramı önem kazanır.
Ölçülen bu büyüklüklerin “türü” olayları değerlendirirken bize yardımcı
olur.
Fizikte kullanılan büyüklükler “skaler” ölçülebilen büyüklükler ve
“vektörel” yönlü büyüklükler olarak iki grupta incelenir.
Skaler Büyüklük Nedir?
Ölçmeye çalıştığımız büyüklüğün sadece şiddeti söz konusuise, buna skaler
büyüklük denir. Skaler büyüklüklerde yön ve doğrultu kavramı yoktur.
Örnek: Kütle, özkütle, boy, hacim, sıcaklık, yük v.s.
Vektörel Büyüklük Nedir?
Vektör Nedir
Vektör yönlendirilmiş bir doğru parçasıdır. Bu yolla vektörel büyüklükleri
(örneğin kuvveti) kağıt üzerinde göstermekte ve incelemekte büyük kolaylık
sağlamış oluruz. Vektörel büyüklükler şiddetinin yanında yön ve doğrultuya
da sahip olan büyüklüklerdir. Bu büyüklüklerin ayrı ca uygulama noktası da
vardır. Kuvvet, moment, yer değiştirme, hız, ivme, elektrik alan, magnetik
alan, momentum v.s. bunlara örnek sayılabilir. Vektör bir ok işareti ile
gösterilirken onu temsil eden harf
ya da simgenin üzerine de küçük bir ok işareti konur.
(örn.A veya F ). Vektörün dört temel özelliği vardır.
1. Yön
2. Doğrultu
3. Büyüklük (şiddet)
4. Uygulama noktası

- Vektörel bir niceliğin şiddeti (büyüklüğü), vektörün uzunluğuyla doğru
orantılı olmalıdır.
- Bir vektörü, yönünü, doğrultusunu ve uzunluğunu değiştirmeden
istediğiniz yere taşıyabilir ve işlem yapabilirsiniz.

- Vektörler için yön ve doğrultu kavramları arasındaki farka dikkat
etmek gerekir. x ekseni bir doğrultu belirtirken, +x sadece bir yön ifade
eder.

Vektörel ve skaler büyüklük ne demek ?
Fizikte 2 tane büyüklük vardır. Bunlardan birisi vektörel diğeri ise
skalerdir.
Vektörel büyüklük: Yönü, başlangıç noktası ve uzunluğu olan bir
doğruya vektörel büyüklük denir. bir vektörün uzunluğu şiddetini gösterir.
Örneğin; Hız, Kuvvet ve ivme.
Skaler büyüklük: Bunda ise vektörel büyüklüğün aksine yön ve doğrultu
yoktur. Sadece miktar olarak ifade edilir. Örneğin; sıcaklık, hacim, kütle.
Skaler büyüklükler :
Sayı ve birimle ifade edilen büyüklüklerdir
Uzunluk ( L = 20 cm )
Enerji ( E =100 joule )
Zaman ( saat 16 : 50 )
Sıcaklık ( 15 0C )
Kütle ( 3 kg )
Hacim ( 60 m3 )
Alan ( 6 m2 )
Vektörel Büyüklükler :
Sayı ve birim yanında yöne de ihtiyaç varsa bu büyüklüklere vektörel
büyüklükler denir.
Hız ( V= 5 m/s )
ivme (a= 4m/s2)
Kuvvet (F=10 m/s)
Vektör
Yönlü doğru parçalarına vektör denir.

Bir vektörün tam olarak tanımlanabilmesi için ;
yönü,
doğrultusu,
büyüklüğü,
başlangıç noktasının
bilinmesi gerekir.
Başka büyüklükler yardımıyla ifade edilen büyüklüklere
“türetilmiş büyüklükler” denir.

Frekans Tanımı
Frekans kelimesi Fransızca kökenli bir
kelimedir ve Frekans kelimesinin anlamı Türk Dil Kurumu
(TDK) sözlüğünde aşağıdaki şekildedir;
Frekans kelimesini eş anlamlı karşılığı
aşağıdaki gibidir;

Frekans İle İlgili Atasözleri ve Deyimler
Frekans kelimesi ile ilgili atasözü ve deyimler aşağıdaki gibidir;
Frekans
İle İlgili Birleşik Sözler
Frekans kelimesi ile ilgili birleşik sözler aşağıdaki gibidir;
- Frekans kelimesinin geçtiği herhangi bir birleşik
söz bulunamamıştır.
Frekans İngilizcesi
Frekans kelimesinin İngilizce karşılıkları ise aşağıdaki
gibidir
Frekans
Hakkında Detaylı Bilgi
Frekans veya titreşim sayısı bir olayın birim zaman (tipik olarak 1
saniye) içinde hangi sıklıkla, kaç defa tekrarlandığının ölçümüdür,
matematiksel ifadeyle periyodun çarpmaya göre tersidir.
Günlük
Hayatta Frekans Kullanımı
- Orkestrada bütünlüğü sağlamak için akort sesi olarak verilen la notası
440 Hz frekansına sahip bir titreşimdir.
- İnsan kulağı 20-20.000 Hz aralığındaki titreşimlere tepki gösterir.
- Şebekeden dağıtılan elektrik, saniyede 50 kere salınan alternatif
gerilimdir. Elektrikli eşyaların üzerinde AC 220V 50Hz uyarısı cihazın, 50
Hz’ lik 220 Volt genlikli alternatif akıma çalıştığı anlamına gelir.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Skaler ve vektörel büyüklükler:
Kuvvet, hız gibi bazı büyüklükleri belirtmek için yön de gereklidir. Oysa
kütle, uzunluk gibi büyüklükler için böyle bir koşul yoktur. Bu nedenle
fizikte büyüklükler skaler ve vektörel olmak üzre ikiye ayrılmıştır.
Belirtirken yön gerektirmeyen, yalnızca bir sayı ve birimle belirtilebilen
büyüklüklere skaler büyüklük, sayı ve birimin yanında bir de yöne sahip olan
büyüklüklere vektörel büyüklükler denir.

Skaler ve
Vektörel Büyüklükler
Sadece bir sayı ve bir
birim ile belirtilen uzunluk, kütle, zaman gibi büyüklüklere skaler
büyüklükler denir. 500 metre, 50 m/s, 175 cm, 3 saat gibi büyüklükler skaler
büyüklüklerdir.
Vektörel büyüklükler ise, bir sayı ve bir
birim yanında yönü de olan büyüklüklerdir. A'dan B'ye 2 saate gitmek
vektörel bir büyüklüğü ifade eder.
Uzunluk ve Zaman Birimleri
Hareketi iyi anlayabilmek
için ilk olarak temel uzunluk ve zaman ölçülerini bilmek gerekir.
Metre uzunluğun
temel ölçü birimidir. Bir metre, Paris'ten geçen, kuzey kutbu ve ekvator
arasındaki boyuna çizgi boyunca ölçülen uzaklığın on milyonda birisidir. Bu
bir metreyi temsil eden metal çubuk Uluslararası Ağırlıklar ve Ölçüler
Bürosu'nda bulunmaktadır.
Bir metrenin uzunluğunu
belirlemenin bir başka yolu ise, bilimdeki hızlı gelişmelerden birisi olan
ışık hızından yararlanmaktır. Buna göre 1 metre = Işığın boşlukta
1/299,792,458 saniyede yol aldığı mesafedir.
Saniye ise = Sezyum atomunun yayınladığı
belli bir dalga boyundaki ışığın, 9192631770 devir yapması için geçen
zamandır.
Kütle, enerji, zaman, hız,
kuvvet ve sıcaklık gibi bir ölçme aracı ile ölçülebilen büyüklükler fiziksel
niceliklerdir. Bu tür büyüklükler genel olarak iki kısımda incelenir.
Bunlar:
1) Skaler Büyüklükler
2) Vektörel Büyüklüklerdir.
1) Skaler Büyüklükler
Yalnızca sayılarla
ifade edilebilen ve bir birimi olan büyüklüklere denir. Skaler büyüklükler,
kütle, sıcaklık, güç, zaman, iş vb. olarak incelenebilir. Örneğin; 3 metre,
5 kilogram, 35 oC, 600 Newton, 220 Volt gibi.
2) Vektörel Büyüklükler
Ölçülen
büyüklüklerin bazılarındaki sayısal değer ve birim bazen bu veriyi anlamak
için yeterli değildir. Bu büyüklüğün yönü, şiddeti, başlangıç noktası ve
doğrultusu da önem kazanır. Örneğin; "Araba Ankara'dan İstanbul'a doğru
saatte 90 km/sa hızla hareket ediyor" cümlesinde aracın yönü, doğrultusu ve
hızı gibi kavramlar bilinmesi gereken değerlerdir.
Vektörel büyüklük; şiddeti, yönü, doğrultusu ve başlangıç noktası
belirlenebilen büyüklüklerdir. Yani yönlendirilmiş doğru parçalarına vetör
denir. Vektörel büyüklükleri simgesi üzerine ok işareti konularak skaler
büyüklüklerden ayırt edilmektedir.

KUVVET
Günlük yaşantımızda yapılan her işte kuvvet
kullanırız. Öğrencinin kitaplarını taşıması, evin kapısının kapatılması,
deredeki suyun akması, bir uçağın havalanması kuvvet gerektiren bazı
olaylardır. Bu nedenle yaşantımızda kuvvet olmadan bir iş yapmamız mümkün
değildir. Kainattaki bütün itme ve çekme olaylarının temelinde kuvvet
vardır. Kuvvet, bir cisme temas ederek olabileceği gibi temas etmeden de
meydana gelebilir. Dünya ve güneşin birbirlerini, mıknatısların diğer
maddeleri çekmesi ve elektro manyetik çekim temas gerektirmeyen kuvvete
örnek verilebilir. O halde kuvvet; fiziksel, kimyasal ve biyolojik
sistemlerin temel özelliğini oluşturan en önemli kavramlardan bir
tanesidir.
Duran bir cismi harekete geçiren, hareket halindeki bir cismi
durduran, cismin yön ve doğrultusunu değiştiren veya cisimlerin
biçimlerinde değişiklik yapan etkiye kuvvet denir.
Kuvvetin
Cisimlerin Hareketlerindeki Etkileri

1) Kuvvet etki ettiği cisimlere hareket kazandırabilir.
2) Kuvvet cisimlerin hızlarını değiştirebilir.
3) Kuvvet hareket eden cisimlerin yönünü değiştirebilir.
4) Kuvvet cisimlerde şekil değişikliğine sebep olabilir.
5) Kuvvetlerin cisimler üzerinde döndürme etkileri bulunur.
İş, Güç, Enerji
İşin tanımı ve ne anlama geldiği, iş, güç ve enerji kavramları
fizik 1'in konusudur. Ancak burada bazı kavramları yeniden hatırlayıp
ikinci bölüm fiziği ile alakalı kısımlar ön plana çıkarılacaktır.
Bir cisme etkiyen kuvvet ile kuvvet doğrultusundaki cismin yer
değiştirmesinin çarpımına iş denir. Tanımdan da
anlaşıldığı gibi fiziksel anlamda işin yapılabilmesi için iki şart
gereklidir:
- Cisme etkiyen bir net kuvvet olmalıdır.
- Cisim, kuvvet doğrultusunda yer değiştirmelidir.
Cisme etkiyen kuvvet, yola paralel ise, kuvvet ile yer değiştirme
miktarının çarpımı işi verir.
W = F. Δx
Kuvvet, yola paralel değilse, bileşenlerine ayrılır.
Fx = F . cosa
Fy = F . sina
Eğer cisim yatayda Δx kadar yer değiştirmiş ise, bu durumda
kuvvetin yola paralel bileşeni (Fx) iş yapmıştır.
Dolayısıyla Fx ile alınan yolun çarpımı işi verir.
W = Fx .Δx ya da
W = F.Δx.cosa şeklinde olur.
Kuvvetin yola dik bileşeni (Fy), cismi düşey yukarı
hareket ettirmemiş ise iş yapmamıştır. Yani hareket doğrultusuna dik
kuvvetler iş yapmazlar.
Duran ya da hareket eden bir cisme uygulanan F kuvveti cismin
başlangıç şartlarına bağlı olarak değişik hareketlere neden olabilir.
Duran bir cisme sabit bir kuvvet uygulanarak iş yapılırsa, cisim
düzgün hızlanan hareket yapar. Herhangi bir kuvvet yönünde yapılan iş
pozitif ise, ters yönde uygulanan kuvvetin yaptığı iş negatiftir.
Sürtünmesi önemsiz yatay düzlemdeki kütleleri farklı cisimler
büyüklükleri eşit F kuvvetleriyle Δx kadar yer değiştirirse yapılan
işler eşit olur. Yapılan iş, sürtünmesi önemsiz ortamda kütlenin büyük
ya da küçük olmasına bağlı değildir. Sürtünmeli ortamda, sürtünme
kuvvetinin yaptığı iş, ısıya dönüşür.
Back to Contents
[
Ana Sayfa (Home)
|
UFO Technology
|
UFO's
Galleri | Kuantum
Fiziği | Roket bilimi
|
[ Astronomy |
E-Mail
| Index
|
|
|