12. SINIF FİZİK Tüm Şarkılar

Merhaba, 12. sınıf fizik müfredatındaki ana başlıkları “şarkı” metaforuyla anlatıyorum çünkü büyük bir konserdeki parçalar gibi birbirine bağlanıyor ve biri diğerini besliyor. Şarkının temposu sırasıyla iş, güç ve enerji ile başlar; daha sonra titreşimler, dalgalar ve ses üzerinden evrimleşir; akım, manyetizma ve elektromanyetik indüksiyonla ritmi keskinleşir; son olarak elektromanyetik dalgalar ve modern fizik temaları ile finali yapar. İş (W), bir kuvvetin doğrultusundaki yer değiştirme ile hesaplanır: W = F · Δx · cosθ. Örneğin sürtünmesiz yatay bir yüzeyde 30 N’luk kuvvet 5 m çekerse iş 150 J’dur. Sabit kuvvetle değişen kuvvette, yer değiştirme kuvvete paralelse integralli yaklaşımı kullanırız: W = ∫F dx. İş, enerjinin taşıma aracıdır; yer değiştirmeyi enerjiye dönüştürür. Güç (P) ise işin zamanla türevidir: P = dW/dt, sabit hızda P = F · v olur. Bir arabayı 72 km/saat hızda sürmek için örneğin 2 kN çekiş kuvveti gerekiyorsa güç yaklaşık 40 kW olur; bu hesap P = F·v’den gelir (F=2000 N, v=20 m/s). Enerji; kinetik (K = ½ mv²), potansiyel (yükseklik için U = mgh, yay için U = ½ kx²), mekanik ve ısı enerjisi biçimlerinde karşımıza çıkar. Mekanik enerjinin korunumu, sürtünmesiz ortamda E = K + U sabittir. Bir topu 2 m yükseklikten bırakırsak başlangıçtaki potansiyel enerjisi yere inince kinetik enerjiye dönüşür; hız v = √(2gh) ile bulunur (g = 10 m/s², v ≈ 6.3 m/s). Bu tür hesaplar, soruların kalbi olur. İmpuls-momentum teoremi I = Δp, yani kuvvetin zaman içinde yaptığı etkidir. Güvenlik çantaları, çarpışma süresini artırarak kuvveti düşürür. Çarpışmalarda momentum korunur; elastik çarpışmada kinetik enerji de korunur. Çarpışmaları gitar telinin çekmecesi gibi düşünün: ipin hızı değişir ama toplam “hareket” dengelenir. Dalgalar ve ses, periyot (T), frekans (f), dalga boyu (λ), hız (v = fλ) ve genlikle anlatılır. Sesin hızı ortama bağlıdır (hava ≈ 340 m/s, su ≈ 1500 m/s, çelik ≈ 5000 m/s). Yankı uzaklık ölçümünde kullanılır: d = v·t/2. Eğer 1.2 s sonra yankı gelirse, mesafe yaklaşık 204 m’dir. Elektrik ve manyetizma bölümünde akım (I), gerilim (V), direnç (R) ile Ohm yasası (V = IR) devreyi yönetir. Bir devrede 6 V’luk bir kaynak ve 3 Ω’luk bir direnç varsa akım 2 A, güç P = VI = 12 W olur. Manyetik alan (B), akım taşıyan bir tel çevresinde B = μ₀I/(2πr) ile hesaplanır. Faraday yasasına göre değişen manyetik akı (Φ = B·A·cosθ) indüksiyon gerilimi doğurur: ε = −dΦ/dt. Bu prensip, jeneratörler ve transformatörler gibi teknolojilerin temelidir. Basit harmonik hareket (SHM), yay, sarkaç ve salınımlı devrelerde karşımıza çıkar. Periyot T = 2π√(m/k) ve T = 2π√(L/g) formülleri, frekansla ilişki içindedir. SHM’de toplam enerji ½kA²’dir; A genliktir. Bu şarkının “tempo” değişimini verir. Elektromanyetik dalgalar, Maxwell denklemleriyle açıklanır ve fotonların enerjisi E = hf formülüyle verilir. Bohr atom modelinde Rydberg sabiti (R) ve foton enerjisi ilişkisiyle dalga boyu hesaplanır. Görelilik ve kuantum fikirleri, ölçüm ve belirsizlik temalarıyla bu “konser”in gölge ışıklarını yaratır. Elektrik devrelerde Kirchhoff akım ve gerilim yasalarıyla devreyi çözeriz. Alternatif akımda reaktans ve empedans kavramları, dirençle birlikte “akımın notalarını” belirler. Çevre şarkısında “V–IR” akisleri sıkça görülür; temel formülü unutmazsanız ritmi bulursunuz. Kısacası, her şarkıda bir intro, gelişme ve final vardır; fizikte de öyle. İş–güç–enerji, dalgalar, elektromanyetizma ve modern fiziği birbirine bağlayan temalarla ritim tutun, formülleri parçalayın ve TYT/AYT sorularını şarkı gibi ezberleyin.