Fizik Öğretmeni » Bilimsel Gösteri

Su Roketi Yarışması

Nuri Balta — Thu, 05 Nov 2009 11:21:44 +0000

Su roketi yarışması okullarmızda yapılan en eğlenceli bilimsel yarışmalardan biridir. Kuralları aşağıdaki gibi yapabilirsiniz.

·   Okulumuzda bulunan bütün öğrenciler yarışmaya katılabilir.
·   Roketleri en uzun süre havada kalan yarışmacılar dereceye girecektir.
·   Yarışmaya bireysel katılım kabul edilir.
·    Roketin hareketi sadece su-hava basıncı ile sağlanacaktır.
·   Roket fırlatıldıktan sonra yere ininceye kadar geçen süre hesaplanacaktır.

Roketin havada uzun süre kalmasını sağlayacak fazladan düzenekler kabul edilir.
· Roket tamamen plastik malzemeden yapılacaktır. Fırlatma rampası metalden yapılabilir.
· Roketteki basınç sadece hava gazı ile sağlanacaktır. Başka gazların kullanılması yasaktır.

Ödüller:
1. Yarışmaya katılan her öğrenciye aldığı puan ile orantılı olarak fizik dersinden ödev notu ya da sözlü notu verilecektir.
2. Birinciye, 40TL, ikinciye 30TL ve üçüncüye 20TL tutarında hediye çeki verilecektir.
Organizasyon: Fizik Zümresi

Kafaya çivi çakma

Nuri Balta — Sat, 10 Nov 2007 12:58:55 +0000

Fizik bilmeyenlerin kabullenmekte zorlanacakları bir gösteri. Görünüşte çok sadistçe. Aşağıdaki videoyu seyrettiğinizde acıma duygularınız hareketlenecek. Ama problem yok. Buna gerçekten inanmalısınız.
Tahtaya çivi çakmak için sert zemine gerek yok. Kafanızın üzerine koyduğunuz kalın bir kitabın üzerine bir tahta takoz koyun. Sonra tahtaya çiviyi çekinmeden çakabilir siniz? Kafanızın yerine elinizi de kullanabilir siniz?

 Peki bu nasıl oluyor?
 Kafanızın acıması için çiviye vurduğunuzda etkinin kafaya ulaşması lazım. Fakat ağır kalın kitabın eylemsizliğinden dolayı kafanıza etki ulaşmıyor.

Nuri Balta

[MEDIA=6]

Akdeniz Üniversitesi Emekli Öğretim Üyesi: Prof. Dr. Oktay HÜSEYİN (Guseinov) beyin bu makale hakkındaki düzeltmeleri:

Derginin aynı numarasında Sayın Nuri Balta kafaya çivi çakma başlıklı ilgi çeken bir yazı yayınlamıştır. Fizik dergisinde makalenin adı “kafada çivi çakma” olsaydı daha iyi olurdu. Yazar doğru olarak: “Kafanızın acıması için çiviye vurduğunuzda etkinin kafaya ulaşması lazım. Fakat ağır kalın kitabın eylemsizliğinden dolayı kafanıza etki ulaşmıyor.” Burada bazı çok önemli bilgiler unutulmuştur. Eğer kullanılan çekicin kütlesi büyük ve çiviye vurma andaki hızı büyük ise, yani çiviye aktardığı momentumun değeri (mv) büyükse kafa ağrıtır. Kitabın kütlesi büyük olduğundan etkiyi uzun zamanda kafaya iletir ve kafanın ağrımasını geciktirir. Bu fikrin geçerli olması için, çekicin kütlesi ve hızı küçük olmalıdır.

Çatal ve kaşığın dengesi

Nuri Balta — Wed, 08 Feb 2006 14:31:26 +0000

Günlük çok kullandığımız malzemelerden olan bir çatal, bir kaşık, bir bardak ve bir kibrit ile mükemmel bir gösteri yapmaya ne dersiniz. Kütle merkezini öğrencilere anlatmak için bedava ve ilginç bir gösteri.

Önce çatal ile kaşığı birbirine geçiriyorsunuz. Sonra ikisinin arasına kibrit çöpünü yerleştiriyorsunuz. Bu şekilde hazırladığınız düzeneği bir su bardağının kenarına koyunuz. Nasıl çatal ve kaşığınızı bir tek noktadan dengeleyebildiniz mi? İlk birkaç denemeden sonra bu işi rahatlıkla yaparsınız. Durun daha bitmedi. Kibritin ucunu, yaktığınız başka bir kibrit ile yakınız ve oturup sonucu bekleyin. Korkmayın, sistemin dengesinde herhangi bozulma olmaz. Kibrit bardağın ucuna kadar yanar ve tam burada yanma olayı biter.

Şimdi burada cevaplanması gereken iki soru var. Birincisi çatal ve kaşık nasıl oluyor da tek noktadan dengede kalabiliyor. İkincisi yaktığımız kibrit neden tamamen yanmıyor. Birinci sorunun cevabı kolay… Çünkü çatal ve kaşıktan oluşan sistemin kütle merkezi kibritin bardağa değdiği noktadır. Bir cisim kütle merkezinden asılırsa dengede kalır. İkinci sorunun cevabını doğrusunu söylemek gerekirse ben de tam bilmiyorum. Fakat şöyle bir açıklama getirmek yeterli olur mu bilmiyorum. Kibrit yanıp bardağa yaklaştıkça ısı bardak tarafından alınıyor ve kibrit kendiliğinden sönüyor.
Deneyi aşağıdaki videoda gösterildiğinden yapılması hususunda fazla açıklamada bulunmadım. Deneyi indirmek icin resmin uzerine mouse la geldikten sonra farklı kaydeti seçiniz.

Fizik öğretmeni

Eylemsizlik sadece bu mu?

Nuri Balta — Thu, 08 Dec 2005 12:48:28 +0000

Eylemsizlik: Duran cisim durmasına, hareketli cisim hareketine devam eder. Örnek: Otobüs hareket ettiğinde yolcular geriye, yavaşladığında yolcular ileri doğru hareket ederler. Bu mu sadece eylemsizlik? Yok mu başka bir örnek. Bu örneği artık değiştirmek gerekmez mi?

İşte sizlere öğrencilerinizin ağzını açıkta bırakacak bir örnek. Hem de hareketli bir örnek. İnsanların inanmakta zorluk çekebilecekleri bir örnek. Eylemsizlik buymuş ya diyecekleri bir örnek.

Düzenek: İki masanın kenarlarına iki bardak yerleştiriniz. Bir çubuğun uçlarına iki topluiğne batırınız. Çubukları topluiğneler bardakların kenarına gelecek şekilde dengeleyiniz. Elinize kuvvetlice bir sopa alınız. Önce bardakları kırmadan ve düşürmeden çubuğu kırıp kıramayacağınızı öğrencilerle tartışın.

Şimdi gösteri zamanı: Önce bir iki alıştırma hareketi yapın! Sonra çubuğun ortasına kuvvetlice vurun. Aşağıdaki videoda olduğu gibi…

Şimdi işin fiziğine gelelim: Çubuğa vurulmadan önce dengede duruyor. Vurma anında çubuk uygulanan kuvvete tepki gösterip yerinde durmak istediği için kırılıyor. Eğer söz dinleyip vurduğunuzda aşağı hareket edip bardakları devirseydi kırılmayacaktı. Öğrenciler de öyledir. Git diyorsun gitmiyor. Sonra kalbini kırmak mecburiyetinde kalıyorsunuz!
Burada şunun da altını çizmek gerekir. Çubuğa yavaş vurursanız kırılmaz. Siz ne kadar hızlı etki ederseniz o da size o kadar büyük tepki gösterir. O zaman eylemsizlik aynı zamanda büyük etkilere büyük tepki de demek değimlidir?

Güvenlik: Bu gösteriyi bir seyirci grubu karşısında yapacaksanız, seyirciler yeterince uzakta durmalılar. Sizinde vurma esnasında gözlerinizi kapatmanız gerekir. Kırılan çubuktan etrafa saçılan parçacıklar göze gelebilir.
Bu gösterinin video su icin aşağıdaki resme tıklayınız

Bir bisiklet tekerleğinin marifetleri

Nuri Balta — Tue, 08 Nov 2005 15:07:30 +0000

İşi bitmiş bir bisiklet tekerleği ile sınıfınızda öğrencilerin inanamayacağı bir gösteri yapabilirsiniz. Bunun için bisiklet tekerleğine bir mil geçirip, tekerleğin serbestçe dönmesini sağlayınız. Milin her iki taraftaki uzunluğu ellerinizle kavrayabileceğiniz uzunlukta olmalıdır.

Şimdi siz tekerleği iki elinizle tutup, bir öğrenciden tekerleği döndürmesini isteyiniz. Tekerlek yeterince hıza ulaştıktan sonra her iki taraftan sadece parmaklarınızla destekleyiniz. Tekerlek iki parmağınızın üstünde serbestçe dönerken öğrencilere şu soruyu sorunuz: Parmaklarımdan birini çekersem tekerlek düşer mi? Öğrencilerin verecekleri cevabı yazmaya ihtiyaç duymuyorum. İşte bu anda parmaklarınızdan birini çekiniz. Ne görüyorsunuz? Tekerlek düştü mü? Hayır. Tekerlek düşmez, hem kendi etrafında hareketini sürdürür hem de desteğin oldu nokta etrafında dönmeye başlar. Bütün öğrencilerin şaşkınlıktan dona kaldığını göreceksiniz.
Daha sonra tekerleği sadece bir tarafından yandaki şekilde görüldüğü gibi bir iple bir yere asınız. Benzer şekilde tekerleğin hem kendi hem de düşey ip etrafında döndüğünü göreceksiniz.
Bu gösteriyi yapmak ne kadar kolaysa sebebini açılamak o kadar zordur. Evet bir cisim en az iki destek üzerinde denge durabilir. Fakat burada tekerleği tek destek üzerinde durdurdunuz. Öğrencilerden gelebilecek sorular:
• Tekerlek neden düşmüyor?
• Neden düşey eksen etrafında da dönmeye başladı?
• Düşey eksen etrafında dönerken sahip olduğu dönme kinetik enerjisini nerden aldı?
Haydi çıkın şimdi işin içinden.
İşe önce dönen tekerleğin sahip olduğu fiziksel durumdan başlayalım. Tekerleyin kütlesinin hemen tamamı kenarda olduğundan, dönünce çok büyük bir açısal momentuma sahip olur. Bir sistemin açısal momentumunun korunduğunu hepimiz biliyoruz. Tek destek ile dengelediğimiz tekerlek düşerse, bu, açısal momentumun korunmayacağı anlamına geleceğinden tekerlek dengede kalıyor derseniz olaya yeterince açıklık getiremezsiniz. Yer çekimi kuvvetine ne oldu? Yoksa yerçekimi kuvveti dönen cisimlere etki etmiyor mu?
Daha önce tekerleğin düşey eksen etrafında dönmesinden bahsetmiştik. İşte yerçekiminin tekerleğin asılı olduğu noktaya göre bir momenti olduğundan, tekerleği bu nokta etrafında dönderiyor. Yer çekiminin oluşturduğu moment hem tekerleğin dönme eksenine hem de düşey eksen diktir.Bu açıklamaya daha fazla açıklama ilave edebilirsiniz: Dünya etrafında dolanan bir uyduya yerçekimi etki ediyor mu? Evet, peki neden yerçekimi kuvveti uyduyu dünyaya düşürmüyor? Çünkü yerçekimi uyduya dönme hareketi yaptırıyor. İşte burada da yer çekimi, tekerleğin düşey eksen etrafında dönmesinde kullanılıyor.
Gelelim şimdi dönme kinetik enerjisinin nereden geldiğine… Dönen tekerleği tek destek ile dengelediğinizde açısal hızında bir şey kaybetmediği halde ikinci bir dönme hareketi yapıyor. İşte bu enerji nereden geliyor?
Cevap: Desteklerden birini kaldırdığınız anda tekerleğin kütle merkezi hafif aşağı düşer. Burada kaybedilen potansiyel enerji dönme kinetik enerjisine dönüşüyor. Bunu kendiniz de gözlemleyebilirsiniz. Tekerlek sürtünmelerden dolayı yavaşladıkça aşağı düşmesi artacağından kaybedeceği potansiyel enerji de artacaktır. Bu sırada tekerleğin düşey eksen etrafındaki hızının arttığını gözlemleyebilirsiniz.
Güvenlik: Dönen tekerleğin hızı ve enerjisi çok fazla olduğunda durdurmadan yere bırakmayınız. Tekerleği ilk defa tek parmağınızla dengelemeye çalışırken dikkatli olunuz. Çünkü tekerlek aynı zamanda düşey eksen etrafından döneceğinden parmaklarınızın üstünden düşebilir. Aşağıdaki video da olayı daha net görebilirsiniz.

Fizik öğretmeni

Bir çubuğun fiziksel marifetleri

Nuri Balta — Thu, 08 Sep 2005 20:26:39 +0000

İster türdeş ister türdeş olmasın elinizdeki bir çubuğun ağrılık merkezini tayin etmek istiyorsunuz. Ya da fizik laboratuarınızda dersinizin son beş dakikasında öğrencilerinize ilginç bir gösteri yapmak istiyorsunuz. Bunun için çok şey aramanıza gerek yok. Bir alüminyum cetvel ve ya bir çubuk işini görebilir.

Çubuğun iki ucunu iki işaret parmağınızın üzerine alıp parmaklarınızı bir birine doğru hareket ettiriniz. Parmaklarınız çubuğun kütle merkezinde yan yana geleceklerdir. Daha sonra bir parmağınız çubuğun ucunda diğeri her hangi bir yerde olsun. Yine parmaklarınızı bir birine doğru hareket ettirdiğinizde parmaklarınız yine çubuğun kütle merkezinde yan yana geleceklerdir. Hatta bir parmağınızı çubuğun tam ortasına koyarsanız, bu parmağınız hiç hareket etmez diğeri onun yanına gelir. Hatta ve hatta parmaklarınızdan birisini yağlarsanız yine aynı noktada yan yana gelirler.

Daha sonra çubuğun bir ucuna bir kütle astıktan sonra aynı işlemleri tekrarlarsanız parmaklarınız bu defa sistemin kütle merkezinde yan yana geleceklerdir. Öğrencilerin hemen itiraz edecekleri noktayı da söyleyeyim. ‘Hocam siz diğer parmağınızı hareket ettirmiyorsunuz’ diyecekler. O zaman ‘buyurun siz hareket ettirin’ deyiniz. Hem eğlenceli, hem öğretici hem de masrafsız bir gösteri, haydi kolay gelsin…

Gösterinin arkasındaki fiziksel gerçek: Çubuğu parmaklarınızın üzerine koyduğunuzda her parmağınıza biraz yük biner. Parmağınızın kütle merkezine olan uzaklığına bağlı olarak, üzerine binen ağırlık da farklı olur. Buna bağlı olarak parmaklarınızın tepkisi de farklı olur. Buna da bağlı olarak parmaklarınız ve çubuk arasındaki sürtünme kuvvetleri de farklı olur. İki parmağınızın da beraber hareket edebilmesi için ikisin de aynı sürtünme maruz kalması lazım. Üzerine az yük binen parmağınızın sürtünmesi az olduğundan önce o hareket eder. Her iki parmak üzerindeki yük ya da sürtünme kuvveti eşit olunca iki parmak da beraber hareket edip kütle merkezinde buluşurlar.

Bu makalede anlatılan bilimsel gösteriyi gösteren video dosyasını seyretmek için aşağıdaki resme tıklayınız.

dosya adı:bgosteri1.wmv
dosya boyutu: 3,775MB