Fizik Bilimine Giriş

1. Tabloda bazı temel niceliklerin SI birimleri verilmiştir. Soru işareti bulunan yere aşağıdakilerden hangisi gelmelidir?

• A) santigrat derece
• B) fahrenheit
• C) joule
• D) kelvin
• E) newton

Doğru cevap: D — Sıcaklık SI’nın yedi temel niceliğinden biridir ve SI birimi kelvindir (K).

1. Tablodaki satırlar SI temel niceliklerini ve birimlerini veriyor: uzunluk → metre, kütle → kilogram, zaman → saniye.
2. SI’da yedi temel nicelik vardır: uzunluk, kütle, zaman, sıcaklık, elektrik akımı, madde miktarı ve ışık şiddeti. Sıcaklığın bu sistemdeki birimi kelvindir.
3. Santigrat derece ve fahrenheit günlük hayatta kullanılan sıcaklık ölçekleridir ama SI temel birimi değildir; joule enerjinin, newton kuvvetin türetilmiş birimidir.
4. Denetleyelim: $T(\text{K}) = t(^\circ\text{C}) + 273$; örneğin suyun donma noktası $0\,^\circ\text{C} = 273\,\text{K}$ ✓

2. Bir öğrenci laboratuvarda bir cismin kütlesini eşit kollu terazi ile, ağırlığını ise dinamometre ile ölçmüştür. Öğrencinin ölçtüğü bu iki nicelikle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

• A) Kütle temel, ağırlık türetilmiş niceliktir.
• B) Her ikisi de temel niceliktir.
• C) Her ikisi de türetilmiş niceliktir.
• D) Kütle türetilmiş, ağırlık temel niceliktir.
• E) Kütle vektörel, ağırlık skaler niceliktir.

Doğru cevap: A — Kütle temel bir niceliktir; ağırlık ise kütle ile yer çekimi ivmesinden türetilen bir kuvvettir.

1. Kütle, SI’nın yedi temel niceliğinden biridir; birimi kilogramdır ve eşit kollu terazi ile ölçülür.
2. Ağırlık, bir cisme etki eden yer çekimi kuvvetidir: $G = m \cdot g$. Dinamometre ile ölçülür.
3. Ağırlık, kütle (temel) ile ivmeden (uzunluk ve zamandan türetilmiş) elde edildiği için türetilmiş niceliktir; birimi newtondur: $1\,\text{N} = 1\,\text{kg}\cdot\text{m/s}^2$.
4. Denetleyelim: $m = 2\,\text{kg}$, $g = 10\,\text{m/s}^2$ için $G = 20\,\text{N}$; ağırlık başka niceliklerden hesaplanabildi, kütle hesaplanmadı ✓

3. Işığın yansıması, kırılması ve mercekler aracılığıyla görüntü oluşumunu inceleyen fizik alt dalı aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Mekanik
• B) Termodinamik
• C) Elektromanyetizma
• D) Nükleer fizik
• E) Optik

Doğru cevap: E — Işığın yansıması, kırılması ve merceklerle görüntü oluşumunu inceleyen alt dal optiktir.

1. Sorudaki anahtar sözcükler: ışık, yansıma, kırılma, mercek, görüntü. Hepsi ışığın davranışıyla ilgili.
2. Fizik alt dallarını konularıyla eşleyelim: mekanik → kuvvet ve hareket; termodinamik → ısı ve sıcaklık; elektromanyetizma → elektrik ve manyetizma; nükleer fizik → atom çekirdeği.
3. Işık ve görme ile ilgili olayları inceleyen dal optiktir; gözlük, mikroskop, fotoğraf makinesi bu dalın uygulamalarıdır.
4. Denetleyelim: sorudaki dört kavramın dördü de optik konusunda yer alır ✓

4. Şekilde bir cisme etki eden birbirine dik iki kuvvet verilmiştir. Bu iki kuvvetin bileşkesinin büyüklüğü kaç N’dir?

• A) 1
• B) 5
• C) 7
• D) 12
• E) 25

Doğru cevap: B — Birbirine dik 4 N ve 3 N’luk kuvvetlerin bileşkesi Pisagor bağıntısıyla 5 N bulunur.

1. Kuvvetler dik olduğu için uç uca eklendiğinde bir dik üçgen oluşur; bileşke bu üçgenin hipotenüsüdür.
2. $R^2 = F_1^2 + F_2^2 = 4^2 + 3^2 = 16 + 9 = 25$
3. $R = \sqrt{25} = 5\,\text{N}$
4. Denetleyelim: bileşke, kuvvetlerin farkı ile toplamı arasında olmalı: $4 - 3 = 1 < 5 < 7 = 4 + 3$ ✓ (3-4-5 bilinen bir dik üçgendir).

5. Aşağıdaki niceliklerden hangisi vektörel bir nicelik değildir?

• A) Kuvvet
• B) Hız
• C) Yer değiştirme
• D) Sürat
• E) İvme

Doğru cevap: D — Sürat yalnızca büyüklükle belirtilen skaler bir niceliktir; bu yüzden vektörel değildir.

1. Vektörel nicelik büyüklüğün yanında yön de ister; skaler nicelik yalnızca sayı ve birimle tam anlatılır.
2. Şıkları tek tek yoklayalım: kuvvet (itme/çekme yönü var), hız (hareket yönü var), yer değiştirme (başlangıçtan bitişe yönlü), ivme (hız değişiminin yönü var) → hepsi vektörel.
3. Sürat, alınan toplam yolun geçen zamana oranıdır: "saatte 60 km" demek yeterlidir, yön belirtmek gerekmez; bu yüzden skalerdir.
4. Denetleyelim: "doğuya doğru 60 km/h" hızı, yalnızca "60 km/h" süratı anlatır ✓

6. Bir cisim dinamometreye asıldığında gösterge şekildeki konumu almıştır. Buna göre cismin ağırlığı kaç N’dir?

• A) 10
• B) 20
• C) 30
• D) 40
• E) 50

Doğru cevap: C — Dinamometrede 0–50 N arası 5 eşit bölmeye ayrıldığı için her bölme 10 N’dir; gösterge üçüncü çizgide olduğundan ağırlık 30 N’dir.

1. Önce ölçeğin bölme değerini bulalım: ölçek 0’dan 50 N’a kadar ve arada 5 eşit bölme var.
2. $50\,\text{N} \div 5 = 10\,\text{N}$ → her bölme 10 N.
3. Gösterge 0’dan sonraki üçüncü çizgide duruyor: $3 \times 10\,\text{N} = 30\,\text{N}$.
4. Denetleyelim: ölçekteki etiketler 0, 10, 20, 30, 40, 50; üçüncü çizginin etiketi 30 ✓

7. Kütlesi 500 g, hacmi 250 cm³ olan türdeş bir cismin yoğunluğu kaç g/cm³’tür?

• A) 0,5
• B) 1
• C) 1,5
• D) 2
• E) 2,5

Doğru cevap: D — Yoğunluk kütlenin hacme oranıdır: $d = 500 \div 250 = 2\,\text{g/cm}^3$.

1. Yoğunluk bağıntısı: $d = \dfrac{m}{V}$ (kütle ile hacimden türetilmiş bir nicelik).
2. Değerleri yerine koyalım: $d = \dfrac{500\,\text{g}}{250\,\text{cm}^3}$
3. $d = 2\,\text{g/cm}^3$
4. Denetleyelim: $m = d \cdot V = 2 \times 250 = 500\,\text{g}$ ✓ — verilen kütle geri elde edildi.

8. Bir öğrenci, “Bir aracın hızı 25 m/s’dir.” diyerek hızı tam olarak tanımladığını söylemiştir. Öğretmeni bu tanımın eksik olduğunu belirtmiştir. Öğretmenin haklı olmasının nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Hız vektörel bir nicelik olduğundan yönü de belirtilmelidir.
• B) Hızın birimi m/s değil km/h olmalıdır.
• C) Hız skaler olduğu için sayı yeterli değildir.
• D) Hız yalnızca ortalama olarak tanımlanabilir.
• E) Hız temel nicelik olduğundan tanımlanamaz.

Doğru cevap: A — Hız vektörel bir nicelik olduğundan tam tanımı için büyüklüğün yanında yön de belirtilmelidir.

1. Öğrencinin söylediği: "25 m/s". Bu ifadede sayı (25) ve birim (m/s) var.
2. Hız, birim zamandaki yer değiştirmedir; yer değiştirme yönlü olduğu için hız da vektöreldir.
3. Vektörel bir nicelik büyüklük, birim ve yön ile tam tanımlanır; öğrenci yönü söylemediği için tanım eksiktir. Örneğin "doğuya doğru 25 m/s" demeliydi.
4. Denetleyelim: aynı 25 m/s ile kuzeye ve güneye giden iki araç farklı hızlara sahiptir; demek ki yön gerekli ✓

9. Tabloda bazı araştırma konuları ilgili oldukları fizik alt dallarıyla eşleştirilmiştir. Soru işareti yerine hangisi gelmelidir?

• A) Optik
• B) Akustik
• C) Katıhâl fiziği
• D) Elektromanyetizma
• E) Atom ve çekirdek fiziği

Doğru cevap: E — Radyoaktif maddenin bozunması atom çekirdeğinde gerçekleştiği için atom ve çekirdek fiziğinin konusudur.

1. Tablodaki eşleşmelerin mantığını görelim: buzdolabı ısı aktarımıyla çalışır → termodinamik; köprünün taşıyacağı yük kuvvet dengesidir → mekanik.
2. Radyoaktif bozunmada kararsız bir atom çekirdeği parçacık ve enerji yayarak başka bir çekirdeğe dönüşür.
3. Olay çekirdekte gerçekleştiği için atomun ve çekirdeğin yapısını inceleyen atom ve çekirdek fiziği ile eşleşir.
4. Denetleyelim: optik ışıkla, akustik sesle, katıhâl fiziği katıların yapısıyla, elektromanyetizma elektrik ve manyetizmayla ilgilenir; hiçbiri çekirdek dönüşümünü incelemez ✓

10. Bir öğrenci sarkacın periyodunun ipin uzunluğuna bağlı olduğunu düşünmektedir. Bunu sınamak için farklı uzunluktaki iplerle deney yapmayı planlamaktadır. Öğrencinin bu düşüncesi bilimsel yöntemin hangi aşamasına karşılık gelir?

• A) Gözlem
• B) Hipotez kurma
• C) Veri toplama
• D) Sonuç çıkarma
• E) Kanun oluşturma

Doğru cevap: B — Öğrencinin sınanmayı bekleyen "periyot ip uzunluğuna bağlıdır" düşüncesi bir hipotezdir.

1. Bilimsel yöntemin aşamalarını sıralayalım: gözlem → problem → hipotez → deney ve veri toplama → sonuç → (tekrarlanan doğrulamalarla) teori ve kanun.
2. Öğrencinin elinde henüz deney verisi yok; yalnızca "periyot ip uzunluğuna bağlıdır" diye bir öngörüsü var.
3. Bu öngörüyü farklı uzunluktaki iplerle sınamayı planlıyor. Sınanabilir, geçici açıklamaya hipotez denir.
4. Denetleyelim: düşünce deneyden ÖNCE kuruluyor ve deneyle doğrulanabilir ya da çürütülebilir → hipotez ✓

11. Newton biriminin temel birimler cinsinden yazılışı yukarıda verilmiştir. Buna göre newton için aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?

1 N = 1 kg × m/s²

• A) Temel bir birimdir.
• B) Yalnızca kütleden türetilmiştir.
• C) SI birimi değildir.
• D) Skaler bir niceliğin birimidir.
• E) Üç temel birimden türetilmiş bir birimdir.

Doğru cevap: E — Newton; kilogram, metre ve saniye olmak üzere üç temel birimden türetilmiş bir birimdir.

1. Verilen eşitlik: $1\,\text{N} = 1\,\text{kg}\cdot\text{m/s}^2$
2. İçindeki birimleri ayıralım: kg → kütle, m → uzunluk, s → zaman. Üçü de SI temel birimidir.
3. Newton bu üç temel birimin birleşiminden elde edildiği için türetilmiş bir birimdir; kendisi temel birim değildir.
4. Denetleyelim: $G = m \cdot g$ ile $2\,\text{kg} \times 10\,\text{m/s}^2 = 20\,\text{kg}\cdot\text{m/s}^2 = 20\,\text{N}$ ✓

12. Bir koşucu 400 metrelik bir pistte tam bir tur atarak başladığı noktaya dönmüştür. Buna göre koşucunun aldığı yol ve yer değiştirme büyüklüğü sırasıyla kaç metredir?

• A) 400 ve 0
• B) 400 ve 400
• C) 0 ve 400
• D) 200 ve 200
• E) 800 ve 400

Doğru cevap: A — Yol skalerdir ve izlenen tüm patikayı sayar; yer değiştirme başlangıç ile bitiş arasındaki vektördür.

1. Koşucu 400 m’lik patikayı tamamladı → yol = 400 m
2. Başlangıç ve bitiş noktası aynı.
3. Yer değiştirme = bitiş − başlangıç = 0
4. Yol 400 m, yer değiştirme 0 m

13. Tabloda verilen uzunlukların hepsi metre cinsinden yazılmak istenmektedir. Buna göre kalem ucunun çapı metre cinsinden aşağıdakilerden hangisidir?

• A) 5 × 10⁻² m
• B) 5 × 10⁻³ m
• C) 5 × 10⁻¹ m
• D) 5 × 10⁻⁴ m
• E) 5 × 10³ m

Doğru cevap: D — $1\,\text{mm} = 10^{-3}\,\text{m}$ olduğundan $0{,}5\,\text{mm} = 5 \times 10^{-4}\,\text{m}$ bulunur.

1. Dönüşüm katsayısı: $1\,\text{m} = 1000\,\text{mm}$, yani $1\,\text{mm} = 10^{-3}\,\text{m}$.
2. $0{,}5\,\text{mm} = 0{,}5 \times 10^{-3}\,\text{m}$
3. Bilimsel gösterimde katsayı 1 ile 10 arasında olmalı: $0{,}5 = 5 \times 10^{-1}$, dolayısıyla $5 \times 10^{-1} \times 10^{-3} = 5 \times 10^{-4}\,\text{m}$.
4. Denetleyelim: $5 \times 10^{-4}\,\text{m} = 0{,}0005\,\text{m}$; bunu 1000 ile çarparsak $0{,}5\,\text{mm}$ ✓

14. Bir sıvının sıcaklığı şekildeki termometre ile ölçülmüştür. Buna göre sıvının sıcaklığı kaç °C’tur?

• A) 10
• B) 20
• C) 30
• D) 40
• E) 50

Doğru cevap: D — Termometrede 0–100 °C arası 5 eşit bölmeye ayrıldığı için her bölme 20 °C’tur; gösterge ikinci çizgide olduğundan sıcaklık 40 °C’tur.

1. Ölçeğin etiketleri: 0, 20, 40, 60, 80, 100. Aralık 100 °C, bölme sayısı 5.
2. $100\,^\circ\text{C} \div 5 = 20\,^\circ\text{C}$ → her bölme 20 °C.
3. Sıvı sütunu 0’dan sonraki ikinci çizgide duruyor: $2 \times 20 = 40\,^\circ\text{C}$.
4. Denetleyelim: ikinci çizginin ölçekteki etiketi 40 ✓

15. Aşağıdaki araştırma konularından hangisi doğrudan fizik biliminin inceleme alanı dışındadır?

• A) Bir cismin eğik atış hareketi
• B) Bir maddenin yanma tepkimesinde açığa çıkan yeni maddeler
• C) Bir telin elektrik direncinin sıcaklıkla değişimi
• D) Bir yayın uzama miktarının uygulanan kuvvete bağlılığı
• E) Sesin farklı ortamlardaki yayılma hızı

Doğru cevap: B — Yanma tepkimesinde yeni maddeler oluştuğu için bu olay fiziğin değil kimyanın inceleme alanıdır.

1. Fizik, madde ile enerji arasındaki etkileşimleri ve hareketi, maddenin kimliği değişmeden inceler; yeni madde oluşumu kimyanın konusudur.
2. Fiziğe ait olanları ayıralım: eğik atış → mekanik; telin direnci → elektrik; yayın uzaması → mekanik (kuvvet); sesin yayılma hızı → dalgalar.
3. Yanmada madde oksijenle tepkimeye girer ve karbondioksit, su gibi yeni maddeler oluşur; bu kimyasal bir değişimdir.
4. Denetleyelim: dört olayda madde aynı kalıyor, yalnız yanmada yeni madde ortaya çıkıyor ✓

16. Şekilde bir cisme aynı doğrultuda ve zıt yönde uygulanan iki kuvvet verilmiştir. Bu kuvvetlerin bileşkesinin büyüklüğü kaç N’dir?

• A) 5
• B) 7
• C) 12
• D) 13
• E) 17

Doğru cevap: B — Aynı doğrultuda zıt yönlü 12 N ve 5 N’luk kuvvetlerin bileşkesi $12 - 5 = 7\,\text{N}$’dur.

1. Kuvvetler aynı doğrultuda ama zıt yönde: biri öteki yönündeki etkiyi kısmen yok eder.
2. Zıt yönlü kuvvetlerde büyüklükler çıkarılır: $R = |F_1 - F_2| = |12 - 5|$
3. $R = 7\,\text{N}$; bileşke büyük kuvvetin (12 N) yönündedir.
4. Denetleyelim: 5 N’luk kuvveti 7 N’luk bileşkeye eklersek büyük kuvvete ulaşırız: $7 + 5 = 12$ ✓

17. Bir öğrenci, bir yayın uzama miktarının asılan cismin ağırlığına bağlı olup olmadığını araştırmaktadır. Deney sırasında yayın türünü ve ortam sıcaklığını sabit tutmaktadır. Buna göre bu deneyin bağımsız değişkeni aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Yayın uzama miktarı
• B) Yayın türü
• C) Asılan cismin ağırlığı
• D) Ortam sıcaklığı
• E) Deneyin süresi

Doğru cevap: C — Araştırmacının bilerek değiştirdiği asılan cismin ağırlığı bu deneyin bağımsız değişkenidir.

1. Deneydeki değişkenleri üç gruba ayıralım: değiştirilen, ölçülen, sabit tutulan.
2. Sabit tutulanlar (kontrol değişkenleri): yayın türü ve ortam sıcaklığı. Ölçülen sonuç (bağımlı değişken): yayın uzama miktarı.
3. Öğrencinin kendisi farklı ağırlıklar asarak değiştirdiği nicelik asılan cismin ağırlığıdır; bu bağımsız değişkendir.
4. Denetleyelim: araştırma sorusu "uzama ağırlığa bağlı mı?" — bağlı olan uzama (bağımlı), bağlanılan ağırlık (bağımsız) ✓

18. Hastanelerde MR ve tomografi cihazlarının güvenli kullanımı, görüntü kalitesinin denetlenmesi ve radyasyon dozunun ayarlanmasıyla ilgilenen meslek aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Meteoroloji mühendisi
• B) Jeolog
• C) Kimya teknisyeni
• D) Ziraat mühendisi
• E) Tıbbi fizik uzmanı

Doğru cevap: E — MR ve tomografi cihazlarının güvenliği, görüntü kalitesi ve radyasyon dozuyla tıbbi fizik uzmanı ilgilenir.

1. Sorudaki işleri ayıralım: cihazın güvenli kullanımı, görüntü kalitesinin denetimi, radyasyon dozunun ayarlanması.
2. MR manyetik alan ve radyo dalgalarıyla, tomografi X ışınlarıyla görüntü oluşturur; ikisi de fiziksel ilkelere dayanır.
3. Fiziğin tıptaki uygulamalarıyla, özellikle ışınla tanı ve tedavide doz hesabı ve cihaz denetimiyle uğraşan meslek tıbbi fizik uzmanlığıdır.
4. Denetleyelim: meteoroloji hava olaylarıyla, jeoloji yer kabuğuyla, ziraat tarımla, kimya teknisyeni kimyasal analizle ilgilenir; hastanedeki ışın cihazlarıyla yalnız tıbbi fizik uzmanı ilgilenir ✓

19. Bir otomobil 72 km/h sabit süratle ilerlemektedir. Sürücü bu süratin SI birimindeki karşılığını merak etmektedir. Buna göre otomobilin sürati kaç m/s’dir?

• A) 10
• B) 15
• C) 20
• D) 25
• E) 30

Doğru cevap: C — 72 km/h, $1\,\text{km} = 1000\,\text{m}$ ve $1\,\text{h} = 3600\,\text{s}$ kullanılarak 20 m/s’ye dönüştürülür.

1. Birimleri ayrı ayrı çevirelim: $72\,\text{km} = 72\,000\,\text{m}$, $1\,\text{h} = 3600\,\text{s}$.
2. $\dfrac{72\,000\,\text{m}}{3600\,\text{s}} = 20\,\text{m/s}$
3. Kısa yol: $\dfrac{1000}{3600} = \dfrac{1}{3{,}6}$ olduğundan km/h’den m/s’ye geçerken 3,6’ya bölünür: $72 \div 3{,}6 = 20$.
4. Denetleyelim: $20\,\text{m/s} \times 3{,}6 = 72\,\text{km/h}$ ✓

20. Fizikte gerçek sistemler çoğu zaman basitleştirilerek incelenir. Örneğin bir gezegenin Güneş çevresindeki hareketi incelenirken gezegen noktasal bir cisim kabul edilir. Bu yaklaşım için aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?

• A) Gerçeğe aykırıdır, bu nedenle sonuçlar geçersizdir.
• B) Yalnızca hesap kolaylığı sağlar, fiziksel bir karşılığı yoktur.
• C) Gezegenin gerçekten noktasal olduğu anlamına gelir.
• D) İncelenen olayı etkilemeyen ayrıntıların ihmal edildiği bir modellemedir.
• E) Yalnızca astronomi alanında kullanılabilen özel bir yöntemdir.

Doğru cevap: D — Gezegeni noktasal kabul etmek, incelenen olayı etkilemeyen ayrıntıların ihmal edildiği bir modellemedir.

1. Fizikte gerçek sistemler çok karmaşıktır; incelenen olayda önemli olan özellikler tutulur, önemsiz olanlar ihmal edilir. Buna modelleme denir.
2. Gezegenin çapı, Güneş çevresindeki yörüngesinin yarıçapı yanında çok küçüktür: örneğin Dünya’nın çapı yaklaşık 12 700 km, Güneş’e uzaklığı ise yaklaşık 150 milyon km.
3. Bu yüzden gezegenin boyutu yörünge hareketini kayda değer biçimde etkilemez; gezegen tüm kütlesi bir noktada toplanmış gibi düşünülebilir ve sonuçlar geçerli kalır.
4. Denetleyelim: $150\,000\,000 \div 12\,700 \approx 12\,000$; uzaklık çapın on bin katından fazla, ihmal makul ✓