1. ÜNİTE: KUVVET VE HAREKET

FBAB8. Bilimsel Çıkarım Yapma, FBAB10. Tümevarımsal Akıl Yürütme

KB2.7. Karşılaştırma, KB2.14. Yorumlama, KB2.16.3. Analojik Akıl Yürütme

E1.2. Bağımsızlık, E1.3. Azim ve Kararlılık, E2.5. Oyunseverlik, E3.1. Uzmanlaşma, E3.2. Odaklanma, E3.3. Yaratıcılık, E3.5. Açık Fikirlilik, E3.6. Analitik Düşünme, E3.11. Özgün Düşünme

SDB1.1. Kendini Tanıma (Öz Farkındalık), SDB2.1. İletişim, SDB2.2. İş Birliği, SDB2.3. Sosyal Farkındalık

D4. Dostluk, D12. Sabır, D14. Saygı

OB4. Görsel Okuryazarlık, OB7. Veri Okuryazarlığı, OB9. Sanat Okuryazarlığı

FİZ.11.1.1. Newton Hareket Yasaları ile ilgili tümevarımsal akıl yürütebilme

a) Bileşke kuvvet ile cisimlerin hareketi arasındaki ilişkileri keşfeder.

b) Newton Hareket Yasaları'na yönelik genellemeler yapar.

FİZ.11.1.2. Newton Hareket Yasaları'nı serbest cisim diyagramını kullanarak yorumlayabilme

a) Bir cisme etki eden kuvvetleri belirler.

b) Bir cisme etki eden kuvvetleri serbest cisim diyagramı üzerinde gösterir.

c) Serbest cisim diyagramını kullanarak Newton Hareket Yasaları'nı yeniden ifade eder.

FİZ.11.1.3. Statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerini karşılaştırabilme

a) Statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerine ilişkin özellikleri belirler.

b) Statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerine ilişkin benzerlikleri listeler.

c) Statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerine ilişkin farklılıkları listeler.

FİZ.11.1.4. Sürtünme kuvvetinin matematiksel modeline ilişkin tümevarımsal akıl yürütebilme

a) Sürtünme kuvvetinin bağlı olduğu değişkenler arasındaki ilişkiyi keşfederek matematiksel modeline ulaşır.

b) Farklı veri setleri ile hesaplamalar yaparak sürtünme kuvvetinin matematiksel modelini geneller.

FİZ.11.1.5. Limit hızı etkileyen değişkenler ile ilgili bilimsel çıkarım yapabilme

a) Limit hız ve limit hızı etkileyen değişkenleri tanımlar.

b) Limit hız ve limit hızı etkileyen değişkenlerle ilgili verileri toplayarak kaydeder.

c) Limit hız ve limit hızı etkileyen değişkenlerle ilgili verileri yorumlayarak değerlendirir.

FİZ.11.1.6. Çembersel hareket yapan cisimlerin yörüngeleri ve hız vektörleri hakkında analojik akıl yürütebilme

a) Çembersel hareket yapan farklı cisimlerin hareketlerini gözlemler.

b) Çembersel hareket yapan farklı cisimlerin hareketlerinin özelliklerini tespit eder.

c) Çembersel hareket yapan farklı cisimlerin hareketlerinin benzerliklerinden yola çıkarak yörüngeleri ve hız vektörü hakkında çıkarım yapar.

FİZ.11.1.7. Çembersel hareketin değişkenleri arasındaki ilişkilerin matematiksel olarak modellenmesine ilişkin tümevarımsal akıl yürütebilme

a) Çembersel hareketin değişkenlerini keşfederek aralarındaki ilişkileri matematiksel olarak modeller.

b) Farklı veri setleri ile hesaplamalar yaparak çembersel hareketin değişkenleri arasındaki ilişkilere yönelik matematiksel modelleri geneller.

Newton Hareket Yasaları

Sürtünme Kuvveti

Limit Hız

Çembersel Hareket

"eylemsizlik, etki-tepki kuvvetleri, serbest cisim diyagramı, sürtünme kuvveti, statik sürtünme kuvveti, kinetik sürtünme kuvveti, limit hız, çizgisel hız, açısal hız, çizgisel sürat, merkezcil ivme, açısal ivme, merkezcil kuvvet"

Öğrenme çıktıları; çıkış kartı, çalışma yaprağı, açık uçlu maddelerden oluşan test, yapılandırılmış grid, bilgi görseli, kısa film veya animasyon, kavram haritası kullanılarak değerlendirilebilir.

Newton Hareket Yasaları'na örnek verebilmesi için çıkış kartı verilebilir. Newton Hareket Yasaları'nı serbest cisim diyagramını kullanarak yorumlayabilmeleri için bir çalışma yaprağı verilebilir. Statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerine yönelik karşılaştırabilme yapmaları için yapılandırılmış grid verilebilir. Sürtünme kuvvetinin hesaplanmasına yönelik farklı soru türlerinden oluşan bir test verilebilir. Çıkış kartı, çalışma yaprağı, test ve yapılandırıl- mış grid puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir. Limit hızı etkileyen faktörler hakkında bilgi görseli hazırlanması ve çembersel hareket ile vektörler hakkında kavramları gös- termek için kısa bir film çekilmesi ya da animasyon hazırlanması performans görevleri olarak verilebilir. Performans görevleri dereceli puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir. Kavramlar ile ilgili kavram haritası da kullanılabilir. Kavram haritası dereceli puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir. Matematiksel hesaplamaları yapmaları için açık uçlu test verilebilir. Açık uçlu test dereceli puanlama anahtarı ile değerlendirilebilir. Değerlendir- melerde öz değerlendirme, akran değerlendirme veya grup değerlendirmesi yapılarak çeşitlilik sağlanabilir.

Performans görevi ile yazılı yoklamalar sonuç değerlendirmede kullanılabilir.

Öğrencilerin hız ve ivme kavramlarını bildikleri, ilgili hesaplamaları yapabildikleri, periyot ve frekans kavramlarını bildikleri kabul edilmektedir.

İvme ve hız kavramına yönelik soru cevap etkinliği yapılarak ivme ve hız kavramları hatırlatılır.

Hareketli araçlar içindeki yolcuların hız değişimi sırasında yaşadıkları, aynı kuvvet etkisinde kalan farklı kütleli cisimlerin hızlanması ya da yavaşlamasındaki farklılıklara yönelik gözlemler ve futbolda topa vurma sonucunda ayağa etki eden kuvvet gibi yaşantılar üzerinden Newton Hareket Yasaları'na giriş yapılır.

FİZ.11.1.1

Öğretmen, İbni Sina’nın mekanik konusundaki çalışmalarını anlatan hazır metni kullanarak çalışmaları hakkında farkındalık oluşturur. Öğrencilere Newton'ın Hareket Yasaları ile ilgili deney yaptırılır ya da animasyon, simülasyon veya video gösterimi gibi dijital içeriklerden biri kullanılabilir. Öğrenciler deney veya dijital içeriklerdeki hareket veya olayları tartışma yöntemi ile yorumlar (OB4). Görselde temsil edilen hareket veya olaylara ilişkin iddialarını, destekleyicilerini ve varsa akranlarından farklı düşündüğü durumlarda çürütücülerini sunar (E1.2,E3.5,E3.11,SDB2.2). Öğrencilerin iddialarını ortaya koyarken (SDB2.2) ön öğrenmelerinde yer alan ivme kavramı ile ilişki kurması sağlanır (SDB1.1). Öğrenciler, sınıf tartışması (SDB2.2) neticesinde bileşke kuvvet ve cisimlerin hareketleri arasındaki ilişkileri keşfeder. Öğrenciler, soru cevap veya beyin fırtınası gibi tekniklerle desteklenen tartışma ortamında keşfettiği ilişkiler üzerinden Newton Hareket Yasaları'na yönelik genellemeler yapar. Öğrencilere Newton Hareket Yasaları'nı kendi ifadeleri ile yazmaları ve örnekler vermeleri için çıkış kartı verilebilir.

FİZ.11.1.2

Öğretmen, birden fazla kuvvetin etkisinde kalan cisimlerle ilgili görselleri gösterir. Öğrenciler görselleri yorumlayarak cisimler üzerine etki eden tüm kuvvetleri belirler (OB4). Öğrenciler belirledikleri kuvvetleri serbest cisim diyagramını kullanarak gösterir. Öğretmen, sınıfta soru cevap etkinliğini kullanarak öğrencilerin Newton Hareket Yasaları'nı hatırlamalarına yardımcı olabilir. Öğrenciler, serbest cisim diyagramını kullanarak Newton Hareket Yasaları'nı kendi cümleleriyle yeniden ifade eder. Serbest cisim diyagramı kullanmanın bir cisme etki eden net kuvvetin hesaplanması ile ilgili matematiksel problemlerin çözümündeki işlevini analitik bakış açısıyla tartışır (E3.6). Farklı büyüklükteki ivmeyle hareket eden cisimlerin bir arada olduğu sistemlerle ilgili matematiksel hesaplamalardan kaçınılır. Serbest cisim diyagramları hakkında farklı soru türleri içeren bir çalışma yaprağı verilebilir.

FİZ.11.1.3

Öğretmen, örnek olay ya da dijital içeriklerde yer alan görselleri yorumlayarak (OB4) öğrencilerin harekete zorlanmasına rağmen duran, kayarak öteleme hareketi yapan ve dönerek öteleme hareketi yapan cisimlere etki eden sürtünme kuvvetini fark etmesini sağlar. Öğrenciler, statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerinin özelliklerini belirleyerek bunları ifade eder. Öğrenciler, soru cevap tekniğinin kullanıldığı etkileşimli ortamda görsellerde yer alan sürtünme kuvvetinin temel bileşenlerini, statik ve kinetik sürtünme kuvvetinin benzerliklerini ve farklılıklarını sorgulayarak listeler. Öğrencilere, statik ve kinetik sürtünme kuvvetlerini karşılaştırabilmeleri için yapılandırılmış grid verilebilir.

FİZ.11.1.4

Öğrenciler, simülasyon gibi dijital içerikler yoluyla ya da deney yardımıyla kayarak öteleme hareketinde zorlanmasına rağmen duran ve sabit hızla hareket eden cisimlere etki eden sürtünme kuvvetinin bağlı olduğu değişkenleri gözlemler (OB4). Öğrenciler, sınıf tartışması yolu ile gözlemlerine yönelik çıkarımlarını simülasyon veya deney yoluyla elde ettiği verilerle destekleyerek ifade eder (OB7,SDB2.1). Tartışma sonucunda sürtünme kuvvetinin matematiksel modeline ulaşır. Öğretmen, sürtünmeli ortamda hareket eden cisimlere yönelik problemler sunabilir. Öğrencilerden dijital içerik ya da deney verilerini kullanarak uygulanan kuvvet-sürtünme kuvveti grafiğini çizmeleri istenebilir. Öğrenciler, matematiksel model kullanarak statik ve kinetik sürtünme kuvvetleriyle ilgili hesaplamalar yapar ve modeli geneller. Kayarak öteleme hareketi yapan cisimlere etki eden sürtünme kuvvetinin hareket yönü ile aynı yönde olduğu durumlara günlük hayattan örnekler verir. Öğrencilere, sürtünme kuvveti ile ilgili hesaplamalar yapmaları için farklı soru türlerinden oluşan bir test verilebilir.

FİZ.11.1.5

Profesyonel bir paraşütçünün uçaktan atlama deneyimine yönelik video üzerinden öğrencilerin paraşütçünün hareketini ve hareketine etki eden değişkenleri tartışıp yorumlaması sağlanır (OB4). Öğrencilerin yorumları alındıktan sonra öğretmen özdeş kâğıtlardan birini yatay, diğerini buruşturulmuş olmak üzere iki farklı şekilde serbest bırakarak basit gösteri deneyi gerçekleştirebilir. Yatay ve buruşturulmuş olarak bırakılan özdeş kâğıtların havada kalma süreleri arasındaki ve düşey hızları arasındaki farklılıkların nedenleri soru cevap etkinliğiyle sorgulanabilir. Sınıf tartışmasında öğrenciler kendi iddialarını ve destekleyicilerini paraşüt hareketini de kullanarak ortaya koyabilir. Yapılan tartışmalar neticesinde, öğrencilerin limit hızı ve limit hıza etki eden değişkenleri sürtünme kuvveti ile ilişkilendirerek tanımlamaları sağlanır. Öğretmen, öğrencileri simülasyon kullanarak limit hıza etki eden değişkenlerle ilgili veri toplamaya yönlendirebilir. 

Öğrenciler, cisimlerin yüzey alanı, akışkanın özellikleri gibi değişkenlerin büyüklüğünü değiştirerek limit hızın aldığı değerleri kaydeder (OB7). Öğrenciler kendi iddialarını, tekrar eden gözlemleri (D12.3,E1.3) ve gözlemler esnasında kaydettikleri verileri kullanarak (E3.6) gerekçelendirir. Kendi iddialarını ve gerekçelerini, varsa arkadaşlarının karşıt iddialarına yönelik çürütücülerini saygı çerçevesinde (D4.4) ve yapıcı olarak (SDB2.3) ifade eder (SDB2.1), limit hız ve limit hızı etkileyen değişkenleri değerlendirir. Öğrenciler limit hızı etkileyen faktörler hakkında bilgi görseli hazırlayabilir.

FİZ.11.1.6

Öğretmen, öğrencilerin ön bilgilerinde yer alan Türksat uydularının Dünya etrafındaki dolanımı ya da lunaparklardaki dönme dolap gibi çeşitli eğlence araçlarının hareketlerini yorumlamaları için çembersel hareket yapan farklı cisimleri görsel içerikli dijital araçlar (OB4) ile gösterir. Öğrenciler görsellere odaklanarak (E3.2), görsellerde yer alan hareketleri inceler. Öğrenciler, soru cevap tekniği yardımıyla görsellerde yer alan hareketlilerin yörüngeleri, yörüngelerinin merkez noktaları ve hızları hakkında görüşlerini ifade ederek (SDB2.1) çembersel hareket yapan farklı cisimlerin hareketlerinin özelliklerini tespit eder. Öğretmen, öğrencilerin vektörel niceliklerle ilgili ön bilgilerini hatırlamalarına yardımcı olur ve birbirinden farklı çembersel hareket yapan cisimlerin herhangi bir konumdaki hız vektörlerinin yönlerini çizmelerini ister. Öğrenciler, çembersel hareket yapan cisimlerin hareketlerindeki benzerliklerden yola çıkarak hız vektörü ile yörüngelerinin yarıçap vektörünün yönlerine yönelik çıkarımda bulunur.

FİZ.11.1.7

Öğrenciler öğretmen rehberliğinde gruplara ayrılabilir. Öğretmen, öğrencilerden çembersel hareketin temel değişkenlerinden en az iki tanesinin karşılıklı etkileşimini gösteren drama etkinliği yapmalarını (OB9) ister. Öğrencilerden, akranlarına değişkenleri doğru aktarabilmek için hazırlayacakları senaryo üzerinde tartışarak (SDB2.2) görüş birliğine varmaları istenir (D4.1,E3.3). Öğretmen, canlandırma etkinliği öncesinde gruplar tarafından hazırlanan bütün senaryoları inceleyerek temel değişkenlerin tamamının senaryolar kapsamında yer aldığından emin olur. Öğrenciler hazırladıkları senaryoları canlandırır (E2.5). Öğrenciler, canlandırma etkinlikleri sonrasında gruplar arası tartışma (SDB2.2) yolu ile değişkenlere ve değişkenler arasındaki ilişkiye yönelik iddialarını, gerekçelerini ve varsa karşıt iddialara sahip olan arkadaşlarına yönelik çürütücülerini saygı çerçevesinde (D14.4) ifade eder (SDB2.1). Gruplar arası tartışma ile öğrenciler değişkenler arasındaki ilişkileri keşfederek bu ilişkileri matematiksel olarak modeller. Drama etkinliği sırasında grup üyeleri arasında sağlanan etkileşim (SDB2.1) sonucu ulaştıkları değişkenler arasındaki ilişkilere yönelik matematiksel modelleri; yatay düzlemde düzgün çembersel hareket, düşey düzlemde çembersel hareket, ray sisteminde çembersel hareket, yatay ve eğimli virajlardaki çembersel hareket problemlerinin çözümlerinde kullanarak geneller. Çembersel hareket ile ilgili değişkenleri göstermek için bir kısa film çekilmesi ya da animasyon hazırlanması performans görevi olarak verilebilir. Değişkenler arasındaki ilişkileri görmek için kavram haritası verilebilir. Matematiksel hesaplamalar yapabilmeleri için açık uçlu test kullanılabilir.

Eğimli virajda yol alan araçlara etki eden statik sürtünme kuvvetinin matematiksel hesaplamaları yapılabilir. Türkiye’de ve dünyada araç kazalarının sebepleri arasında “viraj güvenliği”nin yeri ve kazalardaki istatistik oranları araştırılabilir. Araçlarda kullanılan fren sistemleri incelenerek ABS fren sisteminin avantajlarının, statik ve kinetik sürtünme kuvvetleri arasındaki farklarla ilişkilendirilerek açıklanması istenebilir.

*Virajlarda güvenli sürüş yapmak için gereken önlemler ile Newton Hareket Yasaları, sürtünme kuvveti ve çembersel hareket konu başlıkları ilişkilendirilerek araba lastiği tasarım önerisi oluşturulabilir.

*Newton Hareket Yasaları, Bernoulli İlkesi, sürtünme kuvveti ve çembersel hareket konuları ile ilişkilendirerek yarış arabası tasarımı yapılabilir.

Newton Hareket Yasaları'na yönelik problem çözümlerinde yalnızca tek cisim içeren örnekler tercih edilebilir. Sürtünme kuvvetinin hesaplanmasına yönelik örnek problem durumlarında yatay zemindeki cisimlere kendi ağırlıkları ve zemin tarafından uygulanan tepki kuvvetleri dışında herhangi bir düşey kuvvetin uygulanmadığı örnekler kullanılabilir. Limit hız ile ilgili örnek ve açıklamalarda yağmur damlasının ve paraşütle atlayan kişinin hareketi ile sınırlı kalınarak limit hız konusu sadece kavramsal düzeyde verilebilir.

Programa yönelik görüş ve önerileriniz için karekodu akıllı cihazınıza okutunuz.