Fizik , madde ve madde bileşenlerini inceleyen, aynı zamanda bunların etkileşimlerini açıklamaya çalışan bir bilim dalıdır. Fizik genellikle cansız varlıklarla uğraşan, fakat çok zaman canlılarla ilgilenen bilimlere de yardımcı olan bir bilim kolu olaraktan anılır. Fizik kelimesi Yunanca ''Doğa'' anlamına gelen terimlerden kaynaklanmaktadır. Bu nedenle yakın zamana kadar fiziğe ''Doğa felsefesi'' gözüyle bakılmıştır. Astronomi, kimya, biyoloji, jeoloji,.....v.s. de birer doğa bilimi olmalarına rağmen, fiziğin en temel doğa bilimi ve aynı zamanda bu doğa bilimlerinin en önemli yardımcıları olduğu gerçektir. Diğer taraftan tıp, mühendislik...v.s. gibi uygulamalı bilimlerde çok kullanılan ve bazılarının temelini oluşturan fizik, ilk bakışta hiç ilgisi olmadığı düşünülen arkeoloji, psikoloji, tarih...v.s. konularında da önemli bir yardımcıdır. Ancak konusu bakımından fiziğe en yakın, hatta fizikle iç içe olan bilim öncelikle kimyadır. O halde fizik hemen hemen tüm bilimlerin gelişmesine yardımcı olmakta ve birçok konuda onlarla iş birliği yapmaktadır. Bu işbirliğinden şüphesiz fizik de yararlanmakta ve gelişmektedir. Fiziğin en yakın yardımcısı ise matematiktir. Matematik bilimi kısaca fiziğin dilidir. Temel doğa bilimi olan Fizik, evrenin sırlarını, madde yapısını ve bunların arasındaki etkileşimlerini açıklamaya çalışırken Fiziğin başlıca iki metodu vardır; bunlar gözlem ve deneydir. Doğa olaylarının çeşitli duyu organlarını etkilemeleri sonucu Fizikte çeşitli kolların gelişmesi sağlanmıştır. Bu sebeple görme duyusunu uyandıran ışıkla beraber Fiziğin bir kolu olan optik gelişmiştir. Aynı şekilde işitme ile akustik, sıcak soğuk duygusu ile termodinamik...v.s. fizik konuları ortaya çıkmıştır.Bunların yanı sıra elektromagnetima gibi doğrudan duyu organlarını etkilemeyen kollarında gelişmiştir. Fiziğin 19. yüzyılın sonuna kadar geçirdiği aşamalarda her ne kadar mekanik temel ise de, birbirinden bağımsız olarak incelenen fizik konuları klasik fizik altında toplanabilir. 20. yüzyılın başından itibaren klasik fizik kurallarından daha değişik, ancak çok daha mantıklı ve mükemmel sonuçlar elde edilmiştir. Bu tür modellerle olayı açıklayan fizik kolları ise “modern fizik” adı altında toplanmıştır. Fizik eğitimi bugün de gerçeğe çok yakın sonuçlar veren klasik fizikle başlamaktadır. İnsanlar gün boyunca yerçekimi kuvveti,sürtünme kuvveti,etki kuvveti,tepki kuvveti gibi birçok kuvvetin etkisinde kalırlar. Ve gün boyunca yaptıkları her işin, her hareketin fiziksel bir anlamı vardır. Şimdi bunları günlük hayattan örnekler vererek açıklamaya çalışacağım. Bir insan düşünün.Bu insanın ; yatarken,otururken,ayaktayken ya da koşarken ki potansiyel ve kinetik enerjilerinde farklılıklar söz konusudur. Oturan bir insanın potansiyel enerjisi ayakta duran bir insanın potansiyel enerjisinden daha azdır; çünkü otururken kütle merkezi ayaktakine göre yere daha yakındır.ayağa kalkan insan yerçekimi kuvvetine karşı bir iş yapar ve yerçekimi kuvvetine karşı yapılan iş insanın potansiyel enerjisini artırır.dolayısıyla ayağa kalkma eylemi bir enerji kazanma eylemidir ve bu da mutlaka enerji harcanarak gerçekleştirilir. Oturan ya da ayakta duran bir insanın kinetik enerjisi ‘0’ dır. Çünkü hareketsizdir. Hız değişimi olmadığından kinetik enerjiden bahsedemeyiz. Ama bu kişi eğer koşarsa hareketinden dolayı belli bir kinetik enerjisi oluşacaktır. İnsan kaymadan yolda yürüyebiliyorsa bunun sebebi yerdeki sürtünme kuvvetidir. Bu kuvvet insanın hareketini engelleyici yöndedir. Sürtünme kuvvetinin az olduğu yerlerde doğal olarak insanın yürümesi de zorlaşır. Örneğin yağlı ya da buzlu zeminlerde yürümek oldukça zordur. Çünkü böyle zeminlerde sürtünme kuvveti yok denecek kadar azdır. Baş döndürücü İnsan gün boyunca bazı sebeplerden dolayı başını sağa sola çevirmek zorunda kalabilir. İnsanın bu hareketinde kuvvetin döndürme etkisi yani moment söz konusudur. Ayrıca iki eliyle çanta taşıyan bir çocuk düşünün bu çocuk tıpkı bir terazi gibidir. Çocuğun omuzlarına bakarak bunu daha iyi anlayabiliriz. Eğer çocuğun omuzları aynı hizadaysa çantaların ağırlıkları aynıdır omuzları aynı hizada değil ise çantaların ağırlıkları farklıdır sonucuna ulaşırız. Bir otobüse bindiğinizi düşünün. Otobüs öne doğru hareket halinde iken,şoför ani bir fren yapsa yolcular öne doğru harekete zorlanırlar. Bunun sebebi Newton’un 1. Hareket Kanunu olarak açıkladığı Eylemsizlik Kanunu’ dur. Buna göre eylemsizlik bir cismin hareket durumunu koruması anlamına gelir. Başka bir deyişle cisimlerin durgun ya da hareket hallerinde bir değişiklik olursa, cisimlerin bu değişikliğe direnme özelliği vardır. İnsanoğlu her an fiziksel birer anlam taşıyan hareketler yapsa da çoğu kez bunun bilincinde değildir. Ama bundan 2000-3000 yıl önce yaşayıp fizik ve matematik aşkıyla yanıp tutuşan insanlarımız da küçümsenmeyecek kadar çoktur. YERÇEKİMİ ve ISSAC NEWTON Newton, 1642-1727 yılları arasında yaşamış İngiliz fizikçi ve matematikçidir. Fakat çocukluğunda pek parlak bir öğrenci değildi, ama uçurtma, yel değirmeni ve güneş saati gibi şeyleri yapmakta büyük bir ustalık gösteriyordu. 18 yaşındayken matematik öğrenimi görmek üzere Cambridge Üniversitesi’ne girdi. 1665’deki veba salgını nedeniyle üniversitenin kapatılması üzerine çalışmalarını evinde sürdürdü. Anlatıldığına göre evinin bahçesindeyken, bir elmanın ağaçtan düştüğünü gördü ve elmanın neden dümdüz yere doğru hareket ettiğini düşünmeye başladı. Sonunda, bu Dünyanın elmayı çekmesinden kaynaklandığı sonucuna ulaştı YERÇEKİMİ ve BUNUNLA İLGİLİ BİLİMCİLER MÖ. 4. yüzyılda yaşamış olan Eski Yunanlı filozof Aristo, ağır cisimlerin hafif olanlardan daha hızlı düştüğünü ileri sürmüştü. İtalyan bilim adamı Galilei bu güne kadar yaşamış en büyük bilim adamlarından biridir. Bir müzisyenin oğlu olan Galilei 15 Şubat 1564’te İtalya’nın Pissa kentinde doğdu. Floransa yakınlarındaki bir manastırda temel eğitimini tamamladıktan sonra 1581’de Pisa Üniversitesi’nde tıp öğrenimine başladı. Gözlem yeteneğinin ilk belirtileri daha o yıllarda ortaya çıktı. Söylendiğine göre, Pisa Katedrali’nin tavanına asılı bir lambanın sallanışını izlerken , sallanım süresinin genliğe bağlı olmadığını fark etmişti. Başka bir deyişle , lamba denge konumundan ne kadar uzaklaşırsa uzaklaşsın her sallanımı eşit sürede tamamlıyordu. Galileo yıllar sonra bu gözlemden yararlanarak zaman ölçümünü sarkaçtan yararlanabileceğini sapladı. Bu arada bilime duyduğu ilgi giderek artıyordu. Bunun için tıp öğrenimini yarım bırakarak kendini matematik ve fizik çalışmalarına verdi. 1589’da , katı cisimlerin ağırlık merkezine ilişkin kitabının yayımlanmasından sonra , Pisa üniversitesi’nde matematik dersleri vermeye ve hareket kavramı konusundaki araştırmalarına başladı. 1592’de, önemli çalışmalarından çoğunu gerçekleştireceği ve 1610’a kadar kalacağı Padova Üniversitesi’nde matematik profesörü oldu. 1604’te düşen cisimlerin hareketini inceleyerek bütün cisimlerin (hava direncinin etkisi bir yana bırakırsa) aynı hızla düştüğünü ve düşen bir cismin ulaştığı hızın yalnızca düştüğü yüksekliğe bağlı olduğu kanıtlamasına kadar geçerliliğini korudu. Galileo, düşen cisimlere ilişkin iki yararlı kural buldu. Bunlardan birincisi, düşen bir cismin hızının her saniye, saniyede 10 metre kadar hızlandığıdır. Eğer saniye sayısına t dersek, cisim serbest bırakıldıktan t saniye sonra 10 . t metrelik bir hıza ulaşacaktır. Galileo’nun bulduğu ikinci kural da şudur: Cismin t kadarlık bir süre içersindeki ortalama hızı saniyede 5 .t metre olacağından, cisim bu süre sonunda 5 . t . t metrelik bir yüksekliğinden düşmüş olacaktır. ARŞİMET ve KALDIRMA KUVVETİ Ünlü matematikçi ve fizikçi olan Arşimet (MÖ. yaklaşık 287-212 ) Sicilya Adası’nda bir Yunan kenti olan Siracisu’da doğdu. Araştırmalarının çoğunu, Siracusa Kralı 2. Hieron’un hizmetindeyken gerçekleştiren Arşimet’in çalışmalarına ve buluşlarına ilişkin pek çok öykü anlatılır. Bunlardan en ünlüsü, kralın tacının saf altından olup olmadığını araştırmasıyla ilgili olandır. Öyküye göre, araştırmasını tacı parçalamadan yapmak zorunda olan Arşimet bu konuda bir süre düşünmüş, ama sorunun cevabını ancak bir gün hamama gittiğinde bulabilmiştir. Yıkanmak üzere havuza girdiğinde suyun taştığına dikkat eden Arşimet , o anda çözümü bulduğunu anlar. Hamamdan dışarı fırlayıp “buldum! buldum!” diye bağırarak caddelerde koşmaya başlar. Arşimet’e göre, eğer taç saf altından yapılmışsa , mekanda aynı ağırlıktaki saf altın kadar yer kaplaması gerekiyordu. Taç ve aynı ağırlıktaki altın sırayla su dolu bir kaba konulduklarında, taşıracakları su miktarı eşit olmalıydı. Arşimet yaptığı deneyin sonunda bu miktarın eşit olmadığını belirledi; kral aldatılmıştı. Bu basit deneyle Arşimet cisimlerin yoğunluklarını keşfetti. Ayrıca kaldıraç yasasını ortaya koyan Arşimet, ağır bir cismin, ağırlık merkezine uygulanacak bir kuvvetle yerinden oynatılabileceğini gösterdi. Onun, “Bana bir dayanak noktası gösterin, Dünyayı yerinden oynatayım” dediği de söylentiler arasındadır. “Arşimet burgusu” adı verilen aygıt, Mısır gibi sıcak ve kurak ülkelerde daha hala sulama amacıyla kullanılır. PERGELİ APOLLONİUS: Bu kişinin MÖ.300’ lü yıllarda yaşadığı sanılmaktadır. O dönemde fizik ,astronomi ve geometride çok önemli çalışmalar yapmıştır. Güneş ve ay tutulmasını zamanını hesaplayan cetveller hazırlamış ayrıca tutulma zamanında güneş ile ay arasındaki mesafeyi doğru olarak hesaplamayı başarmıştır. O zamanın şartlarıyla bunu yapabilmiş olması gerçekten takdire değer. ÖKLİD’ İN BİLİM ANLAYIŞI Biz bu kişiyi her ne kadar matematikçi kimliğiyle tanısak ta gerçekten fizikle alakalı önemli çalışmalarda yapmıştır. Yaşadığı dönemde öğretmenlik yapan bu kişinin hayatında şöyle bir hikayenin olduğu sanılmaktadır. Bir gün öğrencilerinden biri Öklid’e sorar. Öğrenci:’Öğretmenim sizin bütün bu öğrettikleriniz çok güzel şeyler. Ama bunlar hayatımızda ne işimize yarayacak?sorusu üzerine Öklid kölesini çağırır ve ona şöyle der. Öklid: Şu öğrencime birkaç para ver de öğrendiklerinin boş şeyler olmadığını anlasın. Kölesi parayı verir ve çocuk gider.Buradan anlıyoruz ki Öklid’e bunu yaptıran tek bir şey olabilir o da bilime duyduğu saygı ve sevgi... Örneklerden anlaşılacağı gibi bilim adamlarımızın da yaptığı buluşlar son derece dahice olup günlük hayatımızın birer parçalarıdır,eğer bizde bir şey yaparken kendimize neden ,niçin ,nasıl sorularını sorarsak hayatımız daha bir anlamlı hale gelir. Ve fizik kanunları kafamızda daha da belirginleşir.
|