Tanıtım Kitapçığı Matematik
Fen
Teknoloji
Mühendislik
Dr. Kenan ŞAHİN / Pendik Belediye Başkanı Değerli öğrenciler, İnsanlık tarihinin başlangıcından itibaren ihtiyaçlarla birlikte hayatımızı kolaylaştıran icatlar da ortaya çıkmaya başladı. Bu icatlar, zamanla farklı alanlara durmaksızın evrilmeye ve insan için daha kullanışlı ve faydalı hale getirilmeye devam etti. Fizik, matematik, astronomi ve daha birçok bilim dalı, insan hayatını daha da konforlu hale getirmek için yeni yeni keşiflere ve buluşlara sahne oldu. Bilim Merkezimiz de bu icatlardan bazılarının işlevi ve çalışma prensiplerinin uygulamalı olarak test edilebileceği bir alan imkânı sunuyor. Birbirinden farklı uygulama atölyeleri, galaksimizde yer alan gezegenlerin dizilimi, ses dalgalarını uzak mesafelerden yansıtabilen fısıltı çanağı, elektrik üreten bisiklet ve daha birçok icat merkezimizde görülebilir. Elinizdeki kitapçıkta merkezimizde yer alan deney ünitelerine ilişkin tanıtım yazıları yer almaktadır. Bilim Merkezimizin Pendik’e kazandırılmasında emeği geçen arkadaşlarımıza teşekkür ediyor, sizlere bilimin büyüleyici dünyasında güzel bir gezinti diliyorum.
Bilim ve bilgi değeri anlaşılmış; güvenilir bir rehberdir.
Yusuf Has Hacip
HAKKIMIZDA Pendik Belediyesi Bilim Merkezi, Pendik Belediyesi tarafından kar amacı gütmeden eğitim -öğretime destek amacıyla deneysel ve uygulamalı etkinlikler içeren, ziyaretçilerini denemeye ve keşfetmeye teşvik eden bilgiyle bilimin kapısını aralayan merkezdir. AMAÇ - Etkili öğrenmeyi sağlamak için öğrencilerin merak duygusunu harekete geçirerek eğitimi öğrencinin merkezde olduğu anlayışıyla yapılandırmak. - Etkili öğrenmeyi sağlayan yaparak-yaşayarak öğrenme modelini hayata geçirerek eğitimde kalıcılığı sağlamak. - Geleneksel modelin dışında öğrenciyi yapılandırıcı öğrenme sürecinin içine aktif olarak dahil ederek özellikle fen ve teknolojiye ilgi duyan, bilgi, bilim ve teknolojiyi etkin olarak kullanabilen, doğanın temel işleyiş mekanizmalarını günümüzün bilimsel bakış açılarıyla değerlendirip kendisi ile yaşadığı doğal ortamlar arasındaki etkileşimleri en iyi şekilde algılayarak yorumlayabilen bireyler yetişmesine katkı sağlayabilmek.
KARIŞMAYAN SIVILAR Diski döndürerek sıvıların hareketini gözlemleyin. Nasıl oluşur? Tüpün içinde farklı yoğunluklarda iki farklı sıvı vardır. Bu sıvılar, molekül yapıları farklı olduğundan birbiri içinde çözünmezler. Diski çevirdikçe yoğunluğu fazla olan sıvı aşağıda, az olan sıvı ise yukarıda kalacak şekilde, zamanla yer değişecektir. Aynı durumu, su ve yağ sıvılarında da gözlemleyebilirsiniz. Not: Doğru gözlem yapabilmek için diski peş peşe döndürmemeli, yarım tur çevirmek yeterli olacaktır. Sıvıların ayrışması için bir süre bekleyin.
HANGİSİ RAYDAN ÇIKMAZ? Birbirinden farklı şekillere sahip cisimleri, ray üzerinden kaydırıp cisimlerin hareketlerini gözlemleyin. Nasıl oluşur? Bu cisimlerden biri, rayın kavislerini izleyerek rayın sonuna kadar giderken diğer ikisi raydan çıkmaktadır. Fıçı şeklinde olan cismin açısal hızı, ray boyunca sabitken çizgisel hız, cismin raya değen uçlarının yarıçapıyla doğru orantılı olarak değişecektir. Yarıçapı büyük olan kısım hızlanacak, öne geçecek ve raydan çıkmadan yolunu tamamlayacaktır.
6
TIRMANAN KONİ Çift taraflı koniyi demir zeminin en altına getirin ve bırakın. Koninin inip inmediğini veya çıkıp çıkmadığını gözlemleyin. Nasıl oluşur? Koni yukarıya doğru çıkıyor gibi görünse de aslında ağırlık merkezi koni ekseninde aşağıya doğru hareket etmektedir. Çünkü koni, yolun en alt kısmındayken demir parkurun üstünde durur ve belli bir yüksekliğe sahiptir. Bu anda sahip olduğu potansiyelle “V” şeklinde genişleyen yolda hareket etmeye başlar.
YARIŞI KİM KAZANIR? Birbirinin aynısı olan topları, aynı yükseklikten, önlerindeki çubuğu kaldırarak bırakın ve topların hareketini gözlemleyin. Nasıl oluşur? Birbiriyle özdeş olan bu iki topun, aynı yükseklikteki potansiyel enerjileri eşittir. Eğimi fazla olan yoldan giden topun daha kısa sürede bitiş noktasına vardığını göreceksiniz. Bu arada dikkat edilmesi gereken şey, topların ilerlediği yolların şeklidir. Düz olan yol daha kısa olsa da top, hızlanmaya, eğimli olan en yüksek yolda ulaşır. Bu şeklin adı sikloittir ve cisimler en yüksek hıza, bu şekildeki yörünge üzerinde ulaşır.
7
YANILSAMA DİSKİ-1 Diski hızla döndürün ve diskin karşısına geçerek dönen diski gözlemleyin. Nasıl oluşur? İç içe geçmiş çemberlerden oluşan resim, disk döndükçe üç boyutlu bir görünüm kazanır. Gözlerimiz bu görüntüyü beynimize derinlik kazanmış bir çukur gibi iletir. Bu olayın sebebi göz yanılmasıdır
HAVA TOPU Görevlinin düzeneği sis makinesiyle doldurmasını bekleyin. Düzeneğin arkasında yer alan metal tutma yerinden tutarak kendinize doğru çekip bırakın. Havanın nasıl ilerlediğini gözlemleyin. Nasıl oluşur? Maddenin gaz hali, bulunduğu her ortamın şeklini alır. Bir çeşit gaz olan hava, gözümüzle görmesek de her ortamda bulunur. Metal tutacağı çekip bıraktığınızda düzeneğin içinde bulunan havaya belli bir basınç uygulamış olursunuz. Basınçlı hava halkanın kenarlarında toplanırken alçak basınçlı hava sürekli yer değiştirmek ister ve ortaya eğlenceli bir görüntü çıkar. Burada sis makinesiyle havayı daha rahat görebilmek için renklendirmiş oluruz.
8
MÜZİSYEN BORULAR Metal borulara tahta çubuk yardımıyla birer birer vurun. Sesler arasındaki farkı duymaya çalışın. Nasıl oluşur? Metal borulara vurduğunuzda boruların içindeki hava titreşir ve ses çıkarır. Bir cisimden çıkan ses, cismin boyuyla ilgilidir. Çıkan sesin tınısı, titreşim oluşan hava dolu boru uzadıkça baslaşır (kalınlaşır), kısaldıkça tizleşir (incelir). Not: Metal borulara elle dokunmayınız, tahta çubuğu çok hızlı vurmayınız.
KUM SARKACI Kürek yardımıyla topladığımız kumu, koninin ucunu kapatarak içine boşaltalım. Ardından koniyi kendimize doğru biraz çekip hiçbir etkide bulunmadan serbest bırakalım. Koninin hareketini ve dökülen kumun oluşturduğu şekli gözlemleyelim. Nasıl oluşur? Serbest bırakılan koninin düz çizgiler oluşturması beklenirken dünyanın dönüşünden dolayı koni zemin üzerinde eliptik hareket eder. Sarkacın salınımı boşlukta sabittir; ancak bu deneyle sarkaca, yeterince uzun süre salınım hareketi yaptırılırsa aşağıda bir desen oluşturur ve sarkaç aynı noktalardan geçtiğinden aynı deseni tekrarlar. Kum haznesine değişik açılardan salınım verildiğinde değişik desenler elde edilebilir. Foucault Sarkacı olarak da bilinen kum sarkacı, adını Fransız Fizikçi Léon Foucault’dan alan, deneysel olarak ilk defa, dünyanın kendi ekseni çevresinde döndüğünü kanıtlayan sarkaç düzeneğidir.
9
UÇURAN AYNA Burnunuzu aynaya hizalayarak karşıdaki aynaya doğru bakın. Sol ayağınızı kaldırarak tek ayak üstünde durmaya çalışın ve kendinizi gözlemleyin. Nasıl oluşur? Sadece sağ ayağınız havada olmasına rağmen aynaya baktığınızda iki ayağınız da havada uçuyormuş gibi görünürsünüz. Düzlem aynada oluşan görüntü, her zaman simetriktir. Yani oluşan görüntü her zaman düz, sanal ve cisimle aynı boydadır. Cisim aynadan ne kadar uzaktaysa görüntü de aynadan o kadar uzaktadır.
ARŞİMET BURGUSU Düzeneğin üst kısmındaki kolu çevirin ve topun hareketini gözlemleyin. Nasıl oluşur? Burgunun çapı dışındaki pleksi, haznenin çapıyla hemen hemen aynıdır. Kolu çevirdiğiniz sürece pleksiyle beraber hazne içinde bulunan burgu da dönecek ve topları yukarı taşıyacaktır. Bu düzenek alçak yerden yüksek yere tahıl ve su gibi maddeleri çıkarmamızı sağlayan bir sistemdir. Bu düzenek yüzyıllar boyunca madencilik, gemicilik ve tarım gibi pek çok alanda kullanıldığı gibi günümüzde de kullanılmaktadır.
12
MAXWELL DİSKİ Diski, düzeneğin en üst noktasına kadar iple sarın. Ardından, diski serbest bırakın. Diskin hareketini gözlemleyin. Nasıl oluşur? Disk yukarıda durağan haldeyken diski bıraktığınız anda sahip olduğu potansiyel enerjiyi, kinetik enerjiye çevirerek en alt noktaya hareket eder. Bu enerji dönüşümü, sürtünme kuvveti enerjiyi tüketene kadar devam eder. Bu deneyle enerji dönüşümü gözlemlenir.
VAN DE GRAAFF JENERATÖRÜ Görevli eğitmenin talimatı doğrultusunda statik elektrik yüklü küreye dokunarak vücudunuzda gezen elektriği hissetmeye çalışın. Nasıl oluşur? Kürenin alt kısmındaki silindir sütunun içinde gözle göremediğimiz lastik bantlar dönerek hareket eder. Silindir sütun içinde, banda sürtünen tel fırçanın oluşturduğu elektrik yükleri metal küreye aktarılır ve küre pozitif elektrik yüküyle yüklenir. Cihaz çalışır durumdayken küreye dokunduğunuzda elektrik yükleri saç tellerinize geçer. Aynı işaretli elektrik yükleri birbirini iter ve olabildiğince uzağa gitmek ister. Böylece saç telleri ayrılır ve havalanır. Düzeneğimizde yer alan topuzu metal küreye yaklaştırdığımızda elektron geçişini görebiliriz. Not: Cihazı, görevli eğitmen gözetimi olmadan kesinlikle denemeyiniz. 13
GİRDAP OLUŞUMU Düzeneğin düğmesini çevirin. Suyun hareketini gözlemleyin. Nasıl oluşur? Girdap, bir akışkanın, bir merkez etrafında hızla dönme hareketidir. Sistem çalıştırıldığında suyu aşağıdaki hazneye çekip sistemin üstünden pompalayan bir düzenek bulunmaktadır. Bu düzenek sayesinde su, devridaim olmaktadır. Bu sayede sistemdeki su dönme hareketi yapmaya başlar ve belli bir hıza ulaştıktan sonra girdap oluşur. Okyanuslarda gözlemlediğimiz bu doğa olayı, sıcak ve soğuk su kütlelerinin etkileşiminden oluşmaktadır.
PRAKSİNOSKOP (ÇİZGİ FİLM MAKİNESİ) Düzeneği döndürün. Tabla üzerindeki resimleri gözlemleyin. Nasıl oluşur? Alttaki tabla döndürüldüğü zaman platform üzerinde bulunan atlar koşuyormuş gibi görünür. Bunun nedeni gözün ağ tabakası üzerine düşen görüntüyü, kaybolmasından sonra da kısa bir süre algılamayı sürdürmesi ve ardışık ağ tabaka görüntülerini hareket eder biçimde algılamasıdır. Yani gözümüz, çok hızlı hareket eden görüntüleri, ayrı ayrı algılayamaz ve beynimize ardışık olarak gönderir. Sinemanın esası da budur. Birbirinin devamı olan durağan görüntüler hızlıca değiştirildiğinde, hareket illüzyonu ortaya çıkar.
14
PALANGA DÜZENEĞİ Sandalyeye oturun ve bağlı iplere asılın. Nasıl oluşur? Bu düzenek bir sandalyeye bağlı makaralardan oluşur. Yaklaşık 25 kg olan sandalyeyi elinizle kaldırmayı deneyin. Bu hareketten sonra makaralardan faydalanarak kaldırmakta zorlandığınız sandalyeyle beraber kendinizi de kaldırmayı deneyin. Burada makaralara sarılı ipler ağırlığı paylaşarak sandalyeyi ve kendi ağırlığınızı daha kolay kaldırmanızı sağlar.
NEWTON TOPLARI Düzeneğin herhangi bir ucundaki topu çekip bırakın ve topların hareketini gözlemleyin. Nasıl oluşur? Çekerek serbest bıraktığınız topun kazandığı hız ile bu topun kütlesinin çarpımından oluşan fiziksel büyüklüğe “momentum” denir. Bu düzenekte Momentum Korunumu prensibi görülmektedir. Baştaki topu çekip bırakınca sondaki top hareketlenecektir. Toplar, tek bir çizgide hareket eder. Aynı hizada ve bir sarkaçta yer alan birkaç toptan meydana gelen beşikte, bir top kaldırıldığında topa bir enerji yüklenir. Kaldırılan top, diğer topa değeceği sırada bu enerji, kinetik enerjiye dönüşür. Birinci top, ikinci topa değdiğinde momentumu bu topa geçer. Bu şekilde en son topa kadar momentum geçer. Son topun aldığı momentum transferi sonucu havaya kalkar ve aynı şekilde oluşan momentum transferi, bu defa sondan başlayarak ilk topa doğru gider. 15
PEDALLI JENERATÖR Düzenekte yer alan bisiklete binip pedalları çevirin. Nasıl oluşur? Pedalları çevirirken tekerleğe takılı olan dinamoyu da döndürmüş olursunuz. Ne kadar hızlı çevirirseniz o kadar çok lamba yanıyor. Ne kadar çok lamba yakmak istiyorsanız o kadar çok enerji harcamalısınız. Burada pedalları çevirerek harcadığınız enerjiyi, dinamo sayesinde elektrik enerjisine dönüştürüp lambaların yanmasını sağlayacaksınız.
ETKİ TEPKİ DÜZENEĞİ Sandalyeleri rayın tam ortasına getirin ve karşılıklı oturun. Avuç içleriniz birbirine bakacak şekilde ellerinizi karşılıklı açın. Biriniz sabit kalırken diğeri elleriyle karşısındakini itsin. Nasıl oluşur? Biriniz karşısındakine hiçbir kuvvet uygulamadığı halde ikiniz de hareket ettiniz değil mi? Burada amaç etki-tepki yasasını eğlenerek öğrenmektir. Etkide bulunan kişi, karşısındakine uyguladığı kuvvet kadar bir tepki kuvvetiyle karşılaşır ve bu tepki kuvveti onu zıt yöne doğru hareket ettirir.
18
FISILTI ÇANAKLARI Düzenek, karşılıklı iki çanaktan (parabolik yansıtıcı) oluşmaktadır. Karşılıklı olarak fısıltı çanaklarının önünde belirtilen yerlerde durun. Arkadaşınız fısıltı şeklinde çanağın odak noktasına doğru konuşurken siz de diğer çanağın odak noktasından dinleyin. Arkadaşınızın ne dediğini net olarak duyabildiniz mi? Nasıl oluşur? Karşılıklı olarak yerleştirilmiş çanaklar, aynaların ışığı yansıtması gibi sesi yansıtır. Amaç sesi çanakların odağında toplayıp yansıtarak karşı taraftaki kişinin duymasını sağlamaktır. Bir çanağın odağında fısıldayan bir kişinin sesi, diğer çanağın odak noktasında toplanır ve aradaki mesafeye rağmen duymamızı sağlar.
EL BECERİSİ Düzenek üzerindeki halkayı, borulara değdirmeden son noktaya kadar götürmeye çalışın. Nasıl oluşur? Halka, boruya temas ettiğinde LED’ler yanıp ses çıkarken skorboarddan dokunma sayısını takip edebilirsiniz. Çünkü düzenek, aslında bir elektrik devresidir. Siz halkayı değdirdiğinizde, devreyi tamamlamış olursunuz ve böylelikle LED’ler yanar. Bu deneyimizle el-göz-beyin koordinasyonunuzu test edebilirsiniz.
19
BERNOULLİ ÜFLEYİCİSİ Düzeneği düğmesinden çalıştırarak balonu/topu hava üflenen yerin üzerine bırakın. Balonun/topun hareketini gözlemleyin. Nasıl oluşur? Balonun havada asılı kaldığını göreceksiniz. Üfleyicinin yönünü değiştirdiğinizde top da aynı yönde yer değiştirmektedir. Bu deneyiminiz Bernoulli ilkesini göstermek amacıyla tasarlanmıştır. Hava üfleyicisi, balonun etrafını sararak balonun çevresinde alçak basınç alanı oluşturur. Çevredeki normal basınç balonu, alçak basınç alanına doğru iter ve balon havada asılı kalır.
KALDIRAÇ Dünya modülünü önce kendiniz sonra modül altında bulunan metal çubukla kaldırmayı deneyin. Metal çubuğu uzattığınızda dünya modülünü daha kolay kaldırdınız değil mi? Nasıl oluşur? Bir fizik prensibi olarak bir cisme (yüke) uygulanan kuvvet, kuvvet yoluyla ters orantılıdır. Deneyde dünya modülünü kaldırmaya çalışırken metal çubuk uzadıkça sizin modülü kaldırmanız için harcadığınız kuvvet azalır, böylelikle daha kolay kaldırmış olursunuz. Bu prensipten yola çıkarak çok ağır cisimler kolaylıkla kaldırılabilmektedir. Bu sistemlere kaldıraç denir.
20
SESİN GÜCÜ Düğmeye basın ve çalan müzik eşliğinde topun hareketini gözlemleyin. Sesi artırıp azaltınca topun hareketinde meydana gelen değişimleri gözlemleyin. Nasıl oluşur? Ses bir enerjidir ve ses dalgaları maddesel ortamlarda iletilir. Bu düzenekte maddesel ortam, havadır ve müzik başladığında enerji, havayla topa iletilir ve top hareket eder.
MANYETİK PUSULA Üstteki demir çubuğu çevirin ve pusulaların hareketini gözlemleyin. Nasıl oluşur? Demir çubuk çevrildikçe pusuladaki manyetik iğneler de hareket edecektir.
RÜZGAR TÜRBİNİ ÇİFTLİĞİ Düğmeye basın ve üflenen havayla çiftlik içindeki ışıkları gözlemleyin. Nasıl oluşur? Rüzgar, tıpkı güneş gibi bir doğal enerji kaynağıdır. Düğmeye basıldığı anda sisteme güçlü bir hava üflenir ve çiftlik içinde bulunan pervaneler, oluşan rüzgarın etkisiyle dönmeye başlar. Pervaneler dönerken bağlı oldukları küçük motorların iç düzeneklerini çevirir. Bu sayede elektrik enerjisi üretilmiş olur ve lambalar yanar. Birçok ülkede rüzgar jeneratörleri sayesinde elektrik üretilmektedir. Giderek kirlenen dünyamızın korunması ve çevre kirliliğinin azaltılması için rüzgar, güneş ve su gibi yenilenebilir enerji kaynakları kullanımı yaygınlaştırılmalıdır.
21
HANGİ LAMBA TASARRUFLU? Düzeneğin düğmesinden çalıştırarak beş farklı lambayı yakınız. Lambaların camlarına dokunarak verdikleri ısı miktarına bakınız. Düzenekte yer alan göstergelerden harcanan enerji miktarını takip ediniz. Nasıl oluşur? Lambalar, elektrik enerjisini ışığa dönüştürdükleri sürece tasarrufludur. Bu şekilde çevresine daha fazla ısı veren lambanın daha fazla enerji harcadığını görebiliriz.
HAVA KABARCIKLARI Düğmeye basınız ve oluşan kabarcıklarla suyun yüzeyinde yüzen plastik cismin hareketini gözlemleyiniz. Nasıl oluşur? Düğmeye basıldığı anda suyun içine hava üflenmektedir. Üflenen bu hava suyun içinde baloncuklar oluşturur ve silindir boyunca yükselerek suyun yüzeyine ulaşır ve hava kabarcıkları patlar. Bu sırada suda yüzen plastik cisim batmaya başlar. Bunun nedeni suyun içinde oluşan hava kabarcıkları nedeniyle suyun birim hacmine düşen ağırlığının azalması, buna bağlı olarak da kaldırma kuvvetinin azalmasıdır. Bu nedenle cisim batar. Okyanuslarda, Bermuda Şeytan Üçgeni olarak bilinen ve gemilerin batarak kaybolduğu bölgelerde, okyanus dibindeki çatlaklardan gaz çıkışı olduğu ve bu gazlar nedeniyle oluşan yoğunluk değişimlerinin gemileri batırdığı tahmin edilmektedir.
24
IŞIK YEL DEĞİRMENİ Düğmeye basarak düzeneğin lambasını yakınız. Pervanenin hareketini gözlemleyiniz. Nasıl oluşur? Işık Yel Değirmeni, siyah ve beyaz bıçaklardan oluşur. Bıçaklarda ışık parladığında beyaz olan ışıkları yansıtırken siyah olanları ışığı emer. Işık enerjisi mekanik enerjiye dönüşür ve bıçakları döndürmeye teşvik eder. Işık ne kadar güçlü olursa yani ışık basıncı ne kadar büyük olursa dönüş hızı da o kadar yüksek olur.
TEK HAREKET Bakır halkayı, bakır tel boyunca tele değdirmeden hareket ettirmeye çalışın. Halka, tele değdiğinde neler olduğunu gözlemleyin. Nasıl oluşur? Sistem aslında basit bir elektrik devresidir. İnsan vücudunun iletkenliği prensibi, mevcut devreyle açıklanır. Tel ve halka arasındaki en ufak temasta devre tamamlanacak ve uyarı sesi çıkacaktır.
25
EL JENERATÖRÜ Düzeneğin yanlarında bulunan kolu çevirin ve parmaklarınızı metal noktalara dokundurun. Nasıl oluşur? Elinizle düzeneğin kolunu çevirdiğinizde, sistemin içinde bulunan dişliler de dönecek ve dişlilerin bağlı olduğu küçük jeneratör elektrik üretecektir. Parmaklarınızın ucunda üretilen elektriğin etkisini hissedeceksiniz.
SİVRİ DEŞARJ Düğmeye basın ve düzenek içindeki metal çubukları gözlemleyin. Nasıl oluşur? Pozitif yük negatif yükle karşılaştığında yüklerin boşaldığı yani deşarj olduğu görülecektir. Yaz aylarında sıcak hava yükselir ve su damlacıklarıyla birleşir. Yüksek rakımlarda bulunan toz tanecikleri, bulutlarda negatif ve pozitif yük bulacaktır. Tüm bunlar bir enerji birikmesine neden olur. Farklı yüklerdeki bulutların çarpışması veya düşük seviyelerdeki bulutların yüklü havayı yere indirmesi, yıldırım ve gök gürlemesiyle sonuçlanır. Fırtınalı havalarda büyük ağaçların altında ve açık alanda durmamak en iyisidir, böylece şimşekte iki noktayı (nokta deşarjı) birbirine bağlamaz ve yıldırımdan yaralanmazsınız. Çünkü elektrik sivri uçlara yönelmeyi tercih edecektir.
26
ELEKTROSTATİK SARKAÇ Düğmeye bastıktan sonra kürelerin ve ortadaki topun hareketini gözlemleyin. Nasıl oluşur? Herhangi bir nesne iki çeşit yük içerir. Madde elektronlarını kaybettiğinde pozitif yüklü, elektron aldığında ise negatif yüklüdür. Elektrik yükleri temel özelliklere sahiptir; aynı yükler (polarite) birbirini püskürtür; ancak farklı yükler birbirini çekecektir. Elektrostatik sarkaç, iki sabit elektrikli küre ve bu küreler arasında çıkarılabilir bir toptan oluşur. Enerji verildiğinde, bir küre pozitif yük alırken diğeri negatif yüklenir. Ortadaki top ise sürekli devridaim sarkaç hareketini yapacaktır.
JACOP MERDİVENİ Düğmeye basarak devreye elektrik gelmesini sağlayın ve düzeneği gözlemleyin. Nasıl oluşur? Elektrikli bir kıvılcım (elektrik atlaması) iki paralel kablo arasında atlayarak yükselir. Bu görüntü sanki kıvılcım merdivene tırmanıyormuş algısı oluşturur. Alttaki transformatör teller arasında potansiyel fark yaratır. Elektronlar birbirlerini iter, bu yüzden mümkün olduğunca uzaklaşmaya çalışmak için bir telden diğerine atlar. Kıvılcım, çevredeki havayı ısıtır ve sıcak hava yükselir, bu yüzden kıvılcım da havayla yükselir. İki tel “V” şeklindeyken elektrik atlaması da bu şekli alarak tırmanır. Kıvılcım (elektrik atlaması) tellerin üst kısmına geldiğinde ölür ve alttan yeni bir kıvılcım başlar. 27
GÖRÜNÜR SES DALGALARI Elinizle düzenekteki yayı yavaşça gerip bırakın ve ne olduğunu gözlemleyin. Nasıl oluşur? Bu interaktif bir üründür. Doğrudan aletin titreşim modeli görünür bir dalga haline getirilerek ses dalgasının iletimi görünür hale getirilmiş olur.
IŞIK KUTUPLAŞMASI Diski çevirin ve disk üzerindeki görüntüyü izleyin. Nasıl oluşur? Diskin dönüşüyle beraber ışığın polarizasyonunun (kutuplaşması) optik gösterimi mümkün olur. Bu deneyle aynı zamanda ışık ve karanlık olguları keşfedilebilir.
NE KADAR UZUN DİZEBİLİRSİN?
Tahtaları üst üste koyarak yatayda en uzağa götürme hedeflenir. Tabanda bulunan cetvel sayesinde tahtaların ne kadar uzatıldığı ölçülebilir. Karşılıklı iki kişi hem yarışıp hem de eğlenebilir. Nasıl oluşur? Birbiriyle özdeş, yani boyları ve ağırlıkları aynı olan tahta parçaları, uygun ağırlık merkezleri seçildiğinde üst üste merdiven gibi uzatılarak dizilebilir. Her bir tahta parçası dengeyi bozmayacak şekilde üst üste konulur ve hem ağırlık arttığı için hem de tahtaların boyu uzadığı için bütün bir sistemin ağırlık merkezinin yeri her defasında değişir. Bu nedenle denge kurmak giderek zorlaşır.
30
PERİSKOP Düzeneğin alt kısmına yaklaşın ve bölmenin içindeki aynaya bakın. Gördüğünüz nesnelerin, sizin bulunduğunuz konumla aynı hizada olup olmadığını kıyaslayın. Daha yukarda bulunan nesneleri görüyorsunuz değil mi? Nasıl oluşur? Düzeneğin iki ucunda birbirine 45 derece açıyla yerleştirilmiş aynalar bulunmaktadır. Bu sayede üstteki aynada oluşan görüntü alttaki aynaya (baktığınız ayna) iletilir ve göz hizamıza getirilmiş olur. Periskop denizaltılarda deniz üstünü görebilmek için savaş cephelerinde karşı tarafı görmek için kullanılmıştır.
PİSAGOR TEOREMİ Diski çevirin ve boncukların 3 farklı kare şeklindeki boşluklara nasıl yerleştiğini gözlemleyin. Nasıl oluşur? Bir dik üçgenin herhangi iki kenar uzunluğu bilindiğinde kalan kenarın uzunluğu da bulunabilir. Bu formüle Pisagor Teoremi denilir. Pisagor Teoremi’ne göre bir dik üçgende dik kenarın yani hipotenüsün kenar uzunluğuyla oluşturulan karenin alanı, diğer kenarların uzunluğuyla oluşturulan karenin alanına eşit olur. Bu bağıntı söyle formülize edilir: a2+b2=c2 Deney bir dik üçgen ve üçgen kenarlarının oluşturduğu 3 kareden olusur. Hipotenüsün oluşturduğu kare içerisinde bulunan boncuklar, hipotenüs karesi yukarı gelecek şekilde çevrildiğinde diğer kenarların oluşturduğu karelerin içini tam şekilde doldurmaktadır. Bu deney aleti, Pisagor Teoremi ve oluşumunu açıklar. 31
MANYETİK VİNÇ Düğmeye basılı tutarak yuvarlak metal cisimleri kaldırmaya çalışın. Nasıl oluşur? Sisteme elektrik verdiğinizde elektromanyetik özelliğe sahip mıknatıs özellik kazanır ve metalleri çekmeye başlar. Sistemden elektriği kestiğiniz anda mıknatıslanma özelliği de kaybolur. Bu prensiple yapılmış ve çok büyük ağırlıkları kaldırmada kullanılan vinçler yapılmaktadır.
BİRLEŞEN YÜZLER Yanınıza bir arkadaş bulun ve düzeneğin karşısında karşılıklı durarak birbirinize bakın. Nasıl oluşur? Sistem iki tarafı birbirine paralel kesitli aynalar meydana gelmektedir. İki kişi karşılıklı olarak aynanın iki tarafına geçtiğinde aynalar, aralarındaki yansımalar sonucu arkadaşının yüzünün bazı kısımlarını kendi yüzünde görünmesini sağlar. Deneyin sağlıklı olabilmesi için yüzünüzü aynalara olabildiğince yaklaştırın ve kafanızı aynı hizada tutmaya çalışın.
32
AKROBAT ÇUBUKLAR Düzenek üzerindeki demir çubuğu itin. Düz bir çubuğun kıvrımlı bir yüzeyden geçmesi mümkün müdür? Nasıl oluşur? Belli bir açıda duran ve belli bir eksen etrafında dönen çubuk, hiperbolik bir üç boyutlu yüzey oluşturur. Metal çubuğun geçtiği kıvrımlı boşluğun formu, çubuğun oluşturduğu hiperbolik yüzey ile şeffaf bir düzlemin kesişimi sonucu ortaya çıkar.
IŞIK TÜNELİ Sisteme elektrik verildiğinde ışıkların yandığını gözlemleyeceksiniz. Işığın izlediği yola bakınca sonunun olmadığı algısı oluşacaktır. Nasıl oluşur? Düzenek içinde ayna ve ayna önlerine yerleştirilmiş ışıklar, sonsuzluk algısı oluşturur. Aynalar ışıkları tekrar tekrar yansıtır ve derinlik algısı oluşur.
BAK ŞAŞIR Küp şeklindeki kutunun ortasındaki delikten bakın ve kutunun içindeki cismin, oluşan görüntülerini saymaya çalışın. Delikten bakarken aynı zamanda kutunun açık olan üst tarafından elinizi de sallayabilirsiniz. Nasıl oluşur? Karşılıklı yerleştirilen dört ayna sayesinde kutunun içindeki cismin sonsuz görüntüsü oluşur. Çünkü cisimden yansıyan ışınlar düzlem aynalardan yansıyarak tekrar tekrar görüntü oluşturur. Düzlem aynalar, yüzeye paralel gelen ışın demetini paralel olarak yansıtan aynalardır. Görüntünün aynaya olan uzaklığı, cismin aynaya olan uzaklığına eşittir. Cisim, aynaya göre simetriktir; görüntü ve cismin boyları birbirine eşittir. 33
MERCEK VE İĞNE DELİĞİNDEN GÖRÜNTÜ Düzeneği çalıştırdığınızda yanan LED’ler ve oluşan görüntüleri gözlemleyiniz. LED’lerle yazılmış “AT” sözcüğünün ışıkları, ince kenarlı mercek ve iğne deliğinden geçerek ters şekilde görüntü oluşturduğunu göreceksiniz. Dikkatli baktığınızda siyah panel üzerindeki iğne deliğini göreceksiniz. Nasıl oluşur? LED’lerle yazılmış olan“AT” sözcüğünün iki ayrı ışık kaynağından çıkan ışıklardan biri ince kenarlı bir mercekten geçerek diğeri de iğne deliği büyüklüğündeki bir delikten geçerek ekranda görünmektedir. Ekrandaki görüntülerin her ikisi de ters görüntüdür. İnce kenarlı mercekten geçen ışık kırılarak ters görüntü meydana getirmektedir. İğne deliğinden de ters görüntü elde edilmektedir. Işık ışınları deliğe paralel tutulan bir yüzey üzerine düşürüldüklerinde yansıtıcı cismin ters bir görüntüsü elde edilir. Bu ışığın bir doğru boyunca yayıldığını göstermektedir. Işığın iğne deliğinden geçerken gösterdiği bu davranış fotoğraf makinesinin oluşumunun temelini oluşturur.
HAYDİ DİNLE Kulağınızı tek tek borulara dayayıp sesleri dinleyebilir ya da hafif plastik raket benzeri malzemeyle boru ağız açıklıklarına vurarak oluşan sesleri dinleyebilir, kendi müziğinizi yapabilirsiniz. Nasıl oluşur? Düzenek üzerinde bulunan uzun borular bas (kalın) sesleri, kısa borular tiz (ince) sesleri kuvvetlendirir.
34
FOTO ELEKTRİK DİSK Elinizi yüzeye değdirin ve oluşan görüntüyü gözlemleyin. Nasıl oluşur? Vücut ısısına duyarlı elektronlara parmaklarınızı yaklaştırdığınızda elektronlar parmak uçlarınızda toplanır. Bu sırada kılcal ışık huzmeleri, elinizin yerinizi değiştirdiğinizde elinizi takip ederek renkli görüntüler oluşturur.
İLETKEN İNSAN İki elinizle metal para görünümlü yuvarlak noktalara dokunun ve lambaları gözlemleyin. Nasıl oluşur? Düzenek, düşük voltajlı tamamlanmamış bir elektrik devresinden oluşur. Ellerinizi metal zeminlere dokundurduğunuzda, vücudunuz adeta iletken bir tel görevi görür ve lambaların yanmasını sağlar. İnsan vücudunun iletkenliğini kanıtlayan bu set oldukça eğlencelidir. İki veya daha fazla kişi de birbirine temas ederek deneyi gerçekleştirebilir.
YANILSAMA DİSKİ 2 Diski ortalama bir hızla (çok hızlı ya da çok yavaş değil) döndürün ve biraz uzaklaşarak dönen diski inceleyin. Nasıl oluşur? Disk dönerken resmin odak noktasında dönen yuvarlak halkayı gözünüzle takip edin. Gözünüz resmi üç boyuta tamamlayacak ve görüntü sanki bir topaç dönüyormuş algısı oluşturacaktır. Bunun nedeni göz yanılmasıdır ve beynimize görüntüyü bu şekilde iletmesidir. 35
MEVSİMLER Düzeneği çalıştırarak ortada bulunan ışık kaynağını güneş olarak hayal edip dünya modelleri üzerindeki ışığın geldiği konumlara dikkat ediniz. Dünyanın bir yıl içindeki dört ayrı konumunu gözlemleyiniz. Nasıl oluşur? Dünya’nın kendi ekseni etrafında döndüğü ekseni ile güneşin çevresinde döndüğü yörünge düzleminin arasında 23,5 derecelik bir açı vardır. Dünyanın güneş çevresindeki dönüşü sırasında kendi ekseni değişmez. Yani hep 23,5 derecelik eğimini korur. Bu durumun sonucu olarak da güneş ışınları bir yıl boyunca dünyanın belirli bir yerine farklı eğimlerde ulaşır. Hatta bazı noktalara hiç ulaşmaz. Deneyimizde dünyanın bir yıl içindeki dört ayrı konumu görülmektedir. Dünya’nın ekseninin hep aynı eğimde olduğuna dikkat ediniz. Dünya’nın bir konumunda Güneş’ten gelen ışığın Kuzey Yarım Küre’ye daha dik geldiğini, aynı konumda Güney Yarım Küre’ye ise çok daha dar bir açıyla geldiğini gözlemleyiniz. Dünya’nın bu konumunda Kuzey Yarım Küre’de yaz mevsimi yaşanırken Güney Yarım Küre’de ise kış mevsimi yaşanmaktadır. Yıl içindeki farklı sıcaklık dönemleri olan mevsimler, dünyanın dört önemli tarihteki konumuyla belirlenmiştir. Bu tarihler; 21 Haziran, 21 Aralık, 21 Mart ve 23 Eylül’dür.
VÜCUDUM NEREDE? Bilim iletişimcisi görevlinin yönlendirmesiyle düzeneğe giren kişinin nasıl göründüğünü anlamaya çalışın. Nasıl oluşur? Kutu şeklinde tasarlanmış düzeneğin dış yüzeyi tamamen aynalarla kaplıdır. Aynalar etraftaki görüntüleri yansıttığı için esasen içine insan sığabilen kutuyu kamufle eder. Çevre tasarımıyla da desteklenen düzeneğe yerleşen kişinin kafasını, tabaktaki vücutsuz baş gibi gösteren eğlenceli bir üründür.
36
Şehit Burhan Öner Spor Kompleksi Sülüntepe Mah. Hacı Bektaşı Veli Cad. No: 17
İlkokul ve Ortaokullar için online randevu
444 81 80