Bilim insanları doğayı araştırma sürecinde ulaştığı bilgileri tanımlamak, karşılaştırmak ve ifade etmek için ortak bir dil kullanmak zorundadır. Bu anlayışla bilimde doğa yasaları ifade edilirken fiziksel nicelikler (büyüklükler) kullanılır. 1971 yılında kurulan Uluslararası Birim Sistemi-SI (Systeme International d’Unites), uzunluk, kütle, zaman, sıcaklık, hız, ivme, enerji ve daha birçok niceliğin herkes tarafından anlaşılması ve ortak kullanılması amacıyla temel büyüklükleri standartlaştırmıştır.
Birçok fiziksel nicelik isimlerinin genellikle İngilizce karşılığının baş harfi ile sembolleştirilmiştir. Örneğin kütle İngilizce`de mass diye söylenir, sembol olarak da m ile gösterilir. Buna benzer olarak zaman time, sembolü ise t’dir. Fizikte büyüklükler, temel ve türetilmiş olarak ikiye ayrılır. Ayrıca türetilmiş büyüklükler yönlü olup olmamasına göre de ikiye ayrılır.
Temel ve Türetilmiş Büyüklükler
Bir ölçme aracı ile doğrudan ölçülebilen bir büyüklük temel büyüklük olarak ifade edilir. Fizikteki temel büyüklükler yedi tanedir. Bir cismin kütle değerini bulmak için ölçüm aleti olarak terazi kullanılır. Kütle değeri için cebirsel işleme ihtiyaç duyulmaz.
Ancak düzgün geometrik bir cismin hacmi bulunmak istenirse önce o cismin her üç boyutunun uzunluğu ölçülür. Bu uzunluk değerleri ile uygun işlemler yapılarak hacmi hesaplanır. Temel büyüklükler arasında cebirsel işlem yapılarak ifade edilebilen niceliklere türetilmiş büyüklük denir. Hız, ivme, özkütle, basınç, elektriksel direnç, ısı vb. büyüklükler türetilmiş büyüklüklere örnektir.
| Fiziksel Büüyüklük | Sembol | Birim | Birimin Kısaltması | Ölçüm Aleti |
|---|---|---|---|---|
| Uzunluk | l | metre | m | metre |
| Kütle | m | kilogram | kg | terazi |
| Zaman | t | saniye | s | kronometre |
| Akım Şiddeti | I | Amper | A | Ampermetre |
| Sıcaklık | T | Kelvin | K | termometre |
| Madde Miktarı | n | mol | mol | – |
| Işık Şiddeti | I | Candela | cd | otometre |
Skaler ve Vektörel Büyüklükler
Fiziksel büyüklükler miktar ve birimle tanımlanabiliyorsa skaler büyüklüktür. Ayrıca bazı büyüklüklerin tam olarak tanımlanması için doğrultu, yön ve başlangıç noktası da gereklidir. Miktar ve birime ek olarak doğrultu ve yön de varsa bu büyüklüklere vektörel büyüklük adı verilir. Temel büyüklüklerin tamamı skaler iken türetilmiş büyüklüklerin bir kısmı vektörel, bir kısmı ise skaler büyüklüklerden oluşur.
Vektörel büyüklükleri skaler büyüklüklerden ayırt etmek için sembolleri üzerine işareti konur. Kütle (m), hacim (V), özkütle (d), sıcaklık (T), basınç (P) gibi büyüklükler skaler; hız ( v ), yer değiştirme ( Dx ), ivme (a) ve kuvvet (F) gibi büyüklükler vektörel büyüklüklerdir.
Altının kütlesi için hangi yönde sorusu anlamsızken rüzgârın hızı için anlamlıdır. Çünkü kütle skaler bir büyüklük iken hız vektörel bir büyüklüktür. Ele alınan bir büyüklüğün yön, doğrultu ve uygulama noktası sorgulandığında mantıklı cevaplar alınabiliyorsa büyüklük vektörel, alınamıyorsa büyüklük skalerdir.
Matematiksel bir terim olan vektörler yönlendirilmiş doğru parçasıyla gösterilir. İki ya da daha çok vektör, aynı düzlem üzerinde gösterilirken uzunlukları büyüklükleri ile orantılı olarak çizilmelidir. Bir vektörün yön, doğrultu, büyüklük ve uygulama noktası aşağıdaki gibi gösterilebilir.
- d : Vektörün doğrultusu
- A : Vektörün başlangıç noktası
- B : Vektörün bitiş noktası (yön)
- F : F vektörü
- F : F vektörünün büyüklüğü
Vektörel Toplam
Skaler büyüklüklerin toplanması basit bir şekilde cebirsel yöntemlerle yapılabilirken vektörel büyüklüklerde yön ve doğrultusuna dikkat edilerek özel yöntemler kullanılır. 2 kg kütle ile 3 kg kütlenin toplamı 5 kg iken 2 N büyüklüğündeki bir kuvvet ile 3 N büyüklüğündeki kuvvetlerin toplamı uygulama yönleri ve doğrultuları sebebiyle 1 N ve 5 N değerlerini alabileceği gibi 1 N ile 5 N arasında herhangi bir değer de alabilir.
Bir vektör yönü, doğrultusu ve büyüklüğü değiştirilmeden taşınıp diğer vektörün bittiği noktaya başlangıcı gelecek şekilde çizilir. İlk vektörün başlangıcından, son vektörün bitişine toplam vektörü çizilir. Toplam vektörüne bileşke vektör de denir ve R ile gösterilir.
Vektörlerde fark işleminin yapılabilmesi için, çıkarılacak vektör ters çevrilerek toplama işlemi yapılır. Vektör ters çevrilirken büyüklüğü ve doğrultusu değiştirilmez.
Kaynak : Fen Lisesi Fizik 9. Sınıf Ders Kitabı
Emeği Geçenler
- Abdullah AYDIN
- Ayşegül ÇELİK
- İsa YILMAZ
- Kamil SOYARSLAN
- Murat ERAT
- Şeyda BOZARSLAN
