Bir tren düz bir rayda istasyonlar arasında gider. Nerede duracağını ve ne kadar yer değiştireceğini tahmin et, sonra başlangıç noktasını taşı: her konum değişir, ama yer değiştirme değişmez.

KonumReferans noktası

Tren Rayı'nı oyna

Konum: x = +700 m
Yer değiştirme: Δx = x_f − xᵢ

HEMEN OYNA · 02

Asansör Yolculukları: alınan yol mu, yer değiştirme mi?

Bir asansör otoparktan en üst kata kadar birkaç katta durur. Aldığı yolu ve yer değiştirmesini tahmin et, sonra yolculuk kaydı her bölümü toplarken yer değiştirme okunun yalnızca başlangıçla bitişi birleştirdiğini izle.

MesafeYer değiştirme

Asansör Yolculukları'nı oyna

Mesafe: s = Σ|Δyᵢ|
Yer değiştirme: Δy = y_f − yᵢ

HEMEN OYNA · 03

Köpek Gezintisi: konum grafiğini oku

Bir köpek bir bankın yanından uzaklaşır, bekler ve geri koşar. Konumunu, yer değiştirmesini ve aldığı yolu konum–zaman grafiğinden oku, sonra köpekle grafiğin birlikte ilerleyişini izle.

Konum–zaman grafikleriAlınan yol ve yer değiştirme

Köpek Gezintisi'ni oyna

Bir andaki konum: x(8 s) = 4 m
Yer değiştirme: Δx = x(t₂) − x(t₁)

HEMEN OYNA · 04

Sürat ve hız

Hareket eden bir hedefi yakala ya da bir parçacığı pistte gönder. Daha uzun bir yolun neden her zaman başlangıçtan daha uzağa gitmek anlamına gelmediğini keşfet.

Fizik laboratuvarıPac-Man kovalamacası

Sürat ve hız simülasyonunu oyna

Ortalama sürat: s̄ = d / t
Ortalama hız: v̄ = Δr / t

HEMEN OYNA · 05

Grafik Sürücüsü: hız grafiğini yakala

Bir araba hedef bir hız–zaman grafiğini izlemeli. Her eğimi oku, ivmeyi ayarla ve izinin çizginin üzerine oturduğunu ya da ondan uzaklaştığını izle.

Eğim olarak ivmeHız–zaman grafikleri

Grafik Sürücüsü'nü oyna

İvme eğimdir: a = Δv ÷ Δt
Yer değiştirme alandır: Δx = v–t altındaki alan

HEMEN OYNA · 06

Galileo'nun Zilleri: ritimde çal

Bir top rampadan aşağı yuvarlanır ve yol boyunca hızlanır. Dört zili düzenli bir ritimle çalacak şekilde yerleştir ve eşit sürelerin neden eşit yollar anlamına gelmediğini duy.

Düzgün ivmeli hareketAlınan yol ve zamanın karesi

Galileo'nun Zilleri'ni oyna

Durgun hâlden alınan yol: x = ½·a·t²
Düzenli ritimde aralıklar: 1 : 3 : 5 : 7

HEMEN OYNA · 07

Çizgide Dur: tam zamanında fren yap

Bir araba kırmızı ışığa yaklaşıyor. Tamponun tam çizgide durması için nerede fren yapılacağını tahmin et: kuru yolda, ıslak yolda ya da bir tepki gecikmesinden sonra.

YavaşlamaFren mesafesi

Çizgide Dur'u oyna

Fren mesafesi: d = v₀² ÷ (2a)
Durma süresi: t = v₀ ÷ a

HEMEN OYNA · 08

Düşme Testi: düşmek ne kadar sürer?

Bir topu balkondan, kuleden ya da Ay'da bırak. Ne zaman yere ulaşacağını ve ne kadar hızlı çarpacağını tahmin et ve ağır bir topun hafif bir toptan daha hızlı düşüp düşmediğini öğren.

Serbest düşmeYerçekimi ivmesi

Düşme Testi'ni oyna

Durgun hâlden düşme: h = ½·g·t²
Çarpma sürati: v = √(2·g·h)

HEMEN OYNA · 09

Dikey Atış: at ve yakala

Bir topu dik yukarı at ve yeniden yakala. Ne kadar süre yükseleceğini, ne kadar yükseğe çıkacağını ve bir an durduğu tepede ivmesini tahmin et.

Dikey atışTepedeki ivme

Dikey Atış'ı oyna

Tepeye çıkış süresi: t = v₀ ÷ g
En büyük yükseklik: y_max = v₀² ÷ (2g)

HEMEN OYNA · 10

Tepki Cetveli: yakala!

Bir arkadaşın bir cetveli bırakır ve sen yakalarsın. Parmaklarının kapandığı işaret, d = ½·g·t² aracılığıyla tepki süreni verir. Yakalamaları tahmin et, sonra kendi tepkini ölç.

Serbest düşmeTepki süresi

Tepki Cetveli'ni oyna

Düşme mesafesi: d = ½·g·t²
Tepki süresi: t = √(2d ÷ g)

HEMEN OYNA · 11

Ay Modülü: tasarruf görevi

Düşen bir modülü bir iniş platformuna yönlendir. Zıt ivmelerin bir inişi nasıl yavaşlattığını öğren ve Ay'da ya da Mars'ta yakıt tasarruflu bir iniş dene.

Kütle çekimiİvme

Ay Modülü'nü oyna

Net ivme: a = aₜ − g
Yere değme hızı: |v| ≤ 1.5 m/s

Ölçme

2 oyun

HEMEN OYNA · 12

Birim Hattı: tank doldurma görevi

Litreleri, santimetreküpleri, dakikaları ve saatleri birim çarpanı yöntemiyle dönüştür. Dolma süresini tahmin et, sonra tankın tahminini sınamasına izin ver.

Birim dönüştürmeSI birimleri

Birim Hattı'nı oyna

Dolma süresi: t = V ÷ Q
Hacim: 1 m³ = 1000 L

HEMEN OYNA · 13

On'un Kuvvetleri Sondası

Bir bakteriyi, bir sinir sinyalini, bir yolcu uçağını ve ışığın kendisini izle. SI ön eklerini dönüştür, her yolculuk süresini bilimsel gösterimle tahmin et ve cetveli ölçekler arasında yakınlaştır.

SI ön ekleriBilimsel gösterim

On'un Kuvvetleri Sondası'nı oyna

Yolculuk süresi: t = d ÷ v
Mikro: 1 μm = 10⁻⁶ m

Formüller

3 oyun

HEMEN OYNA · 14

Formül Terazisi: iki tarafa da yap

Bir denklem bir terazidir. Bilinmeyeni yalnız bırakmak için iki tarafı da çarp, böl, karesini ya da kökünü al, sonra tart. Yalnızca bir tarafa bir şey yap ve terazinin devrildiğini izle.

Formülleri düzenlemeTers işlemler

Formül Terazisi'ni oyna

İki tarafa da aynısı: d ÷ v = v·t ÷ v
Yalnız bırakıldı: t = d ÷ v

HEMEN OYNA · 15

Geri Alma Makinesi: formülü geriye çalıştır

Her formül bir makinedir: bilinmeyen girer, işlemler ona etki eder ve sonuç çıkar. Son adımdan başlayarak ters makineyi kur ve bilinen değeri onun içinden geri gönder.

Ters işlemlerİşlem sırası

Geri Alma Makinesi'ni oyna

İleri: t → × v → + x₀ → x
Geri: x → − x₀ → ÷ v → t

HEMEN OYNA · 16

Formül Test Sürüşü: hangi düzenleme işe yarar?

Dört düzenlenmiş formül, tek bir doğru cevap. Birimleri kontrol et, birini seç ve senin değerinle giden bir arabayı izle: ya çizgide durur ya da durmaz.

Formülleri düzenlemeBirim kontrolü

Formül Test Sürüşü'nü oyna

Birimler uymalı: [d ÷ v] = m ÷ (m/s) = s
Sonra sına: t = d ÷ v

Vektörler

3 oyun

HEMEN OYNA · 17

Nehir Geçişi: akıntıyı yen

Bir tekneyi akan bir nehrin karşısına yönlendir. Dümdüz karşıya nişan almanın seni neden akış yönünde aşağıya vardırdığını keşfet ve akıntıyı dengeleyen rotayı bul.

Vektör toplamaBağıl hız

Nehir Geçişi'ni oyna

Yere göre hız: v = v_b + v_w
Dümdüz karşıya: s · sin θ = u

HEMEN OYNA · 18

Oryantiring Yürüyüşü: kestirmeyi bul

Pusulayla bir rotayı bölüm bölüm izle. Yer değiştirme yeniden sıfıra küçülebilirken yürünen yolun artmaya devam ettiğini izle, sonra kestirmeyi tahmin et.

Skalerler ve vektörlerYer değiştirme

Oryantiring Yürüyüşü'nü oyna

Yer değiştirme: Δr = r₁ + r₂ + …
Mesafe: s = Σ|rᵢ| ≥ |Δr|

HEMEN OYNA · 19

Kuvvet Masası: halkayı dengele

Farklı açılardaki iplerin çektiği bir halkayı dengele. 3 N ve 4 N'yi dengelemek için neden tam 5 N gerektiğini ve neden yalnızca vektör toplamının önemli olduğunu keşfet.

Vektör toplamıDenge

Kuvvet Masası'nı oyna

Denge: ΣF = 0
Büyüklükler: |F₁ + F₂| ≤ |F₁| + |F₂|

Trigonometri

3 oyun

HEMEN OYNA · 20

Yükleme Rampası: eksik kenarı bul

Bir vinç kutuları bir rampadan bir platforma çeker. Karşı dik kenarı, komşu dik kenarı ve hipotenüsü adlandır, doğru oranı seç ve rampayı uydurmak için gereken kenarı hesapla.

Dik üçgenlerSinüs, kosinüs, tanjant

Yükleme Rampası'nı oyna

Rampanın yüksekliği: h = L · sin θ
Oranlar: tan θ = karşı ÷ komşu

HEMEN OYNA · 21

Deniz Feneri Kurtarması: açılarla nişan al

Bir kurtarma dronu deniz fenerinden bir gemiye düz bir çizgide uçar. Ters fonksiyonlarla alçalma ya da yükselme açısını veya bilinen bir açıdan mesafeyi bul.

Ters fonksiyonlarYükselme ve alçalma

Deniz Feneri Kurtarması'nı oyna

Alçalma açısı: tan α = H ÷ D
Açıya geri dönüş: α = tan⁻¹(H ÷ D)

HEMEN OYNA · 22

Dönme Dolap: çember üzerinde sinüs ve kosinüs

Bir kabin dönme dolapta 90°'yi, 180°'yi ve ötesini geçer. Koordinatlarını kosinüs ve sinüsle tahmin et, her bölgedeki işaretleri bul ve kesin değerler için bonus kazan.

Birim çemberÖzel açılar

Dönme Dolap'ı oyna

Kabinin konumu: (R · cos θ, R · sin θ)
Özel açı: sin 30° = 1/2

Atış hareketi

3 oyun

HEMEN OYNA · 23

Havadan Bırakma: uçaktan hedefi vur

Yatay uçan bir uçak bir erzak sandığı bırakır. Ne kadar süre düşeceğini, nerede bırakılacağını ve yere ne kadar hızlı çarpacağını tahmin et ve aşağı inerken hep uçağın tam altında kaldığını izle.

Yatay atışBağımsız hareketler

Havadan Bırakma'yı oyna

Düşme süresi: t = √(2h ÷ g)
İleri mesafe: d = v·t

HEMEN OYNA · 24

İki Gölge: tek atış, iki basit hareket

Bir topu eğik at ve iki gölgesini izle: yerdeki gölge sabit süratle kayar, duvardaki gölge yükselir, durur ve düşer. Bileşenleri, tepeyi ve yere düşüşü tahmin et.

Hız bileşenleriEğik atış

İki Gölge'yi oyna

Yerdeki gölge: x = v₀·cos θ·t
Duvardaki gölge: y = v₀·sin θ·t − ½·g·t²

HEMEN OYNA · 25

Menzil Topu: açıyı bul

Bir topu farklı açılarla ateşle. Menzili tahmin et, aynı yere düşen ikinci açıyı bul ve bir hedefi vuran açıyı ya da sürati hesapla.

MenzilAtış açısı

Menzil Topu'nu oyna

Menzil: R = v₀²·sin(2θ) ÷ g
Aynı menzil: θ₂ = 90° − θ

Dairesel hareket

3 oyun

HEMEN OYNA · 26

Atlıkarınca: turu zamanla

Sabit bir hızla dönen bir atlıkarıncaya bin. Periyodu, açısal hızı, bir atın süratini ve döndüğü açıyı tahmin et.

Düzgün dairesel hareketAçısal hız

Atlıkarınca'yı oyna

Açısal hız: ω = 2π ÷ T
Sürat: v = ω·r

HEMEN OYNA · 27

Dönen İstasyon: yapay kütle çekimi

Halka biçimli bir uzay istasyonunu döndür. Kenarındaki astronotun merkezcil ivmesini tahmin et ve Dünya'nın ya da Ay'ın kütle çekimini yeniden oluşturan dönme hızını, periyodu ya da yarıçapı bul.

Merkezcil ivmeYapay kütle çekimi

Dönen İstasyon'u oyna

Merkezcil ivme: a = v² ÷ r = ω²·r
Periyot: T = 2π·√(r ÷ a)

HEMEN OYNA · 28

Viraj: tutunma ve sürat

Bir arabayı düz bir virajda sür. Lastiklerin sağlaması gereken merkezcil kuvveti, kuru ve ıslak yolda en yüksek sürati ve en dar virajı tahmin et. Tutunma yetmezse araba virajın dışına kayar.

Merkezcil kuvvetSürtünme

Viraj'ı oyna

Merkezcil kuvvet: F = m·v² ÷ r
En yüksek sürat: v = √(μ·g·r)

Kütle çekimi

3 oyun

HEMEN OYNA · 29

Gezegen Tartısı: başka dünyalarda kütle çekimi

Ay'da, Mars'ta ve bir süper Dünya'da bir astronotu tart ve bir top bırak. g = G·M ÷ R²'yi, ağırlık W = m·g'yi ve düşme süresini tahmin et ve kütleye ne olduğunu öğren.

Yüzeydeki kütle çekimiAğırlık ve kütle

Gezegen Tartısı'nı oyna

Yüzeydeki kütle çekimi: g = G·M ÷ R²
Ağırlık: W = m·g

HEMEN OYNA · 30

Uydu Fırlatma: evrensel kütle çekimi

Dünya'nın üstüne bir uydu fırlat. Çekimi tahmin etmek için F = G·M·m ÷ r² kullan, iki kat uzaklığın neden dörtte bir çekim demek olduğunu gör ve dairesel yörünge süratini ve yer eşzamanlı yarıçapı bul.

Evrensel kütle çekimiYörüngeler

Uydu Fırlatma'yı oyna

Evrensel kütle çekimi: F = G·M·m ÷ r²
Dairesel yörünge: v = √(G·M ÷ r)

HEMEN OYNA · 31

Kepler Saati: periyotlar ve uzaklıklar

Ay'ı, Jüpiter'in uydularını, Dünya'yı ve Mars'ı zamanla. Periyotları tahmin etmek, Jüpiter'i tartmak ve Mars'ın Güneş'ten ne kadar uzak olduğunu bulmak için Kepler'in üçüncü yasasını, T² = 4π²·r³ ÷ (G·M), kullan.

Kepler'in üçüncü yasasıYörünge periyodu

Kepler Saati'ni oyna

Kepler'in üçüncü yasası: T² = 4π²·r³ ÷ (G·M)
Yörüngeden kütle: M = 4π²·r³ ÷ (G·T²)

Statik

3 oyun

HEMEN OYNA · 32

Asılı Tabela: ipleri dengele

20 kg'lık bir tabelayı bir ya da iki ipe as. Her gerilmeyi bulmak için ΣF = 0 kullan, yatık iplerin neden çok daha güçlü çektiğini keşfet ve bir ipin alabileceği en yatık açıyı bul.

Kuvvet dengesiGerilme kuvveti

Asılı Tabela'yı oyna

Yukarı ve aşağı: Σ T·sin θ = W
Yatayda: T₁·cos θ₁ = T₂·cos θ₂

HEMEN OYNA · 33

Tahterevalli: torkları dengele

Farklı kütlelerde çocuklarla bir tahterevalliyi dengele. Onları yerleştirmek için torku, ağırlık × uzaklık, kullan, tahtanın kendi ağırlığını hesaba kat ve bir el arabasını kaldıran kuvveti bul.

TorkDönme dengesi

Tahterevalli'yi oyna

Denge: ΣM = 0
Tork: M = m·g·d

HEMEN OYNA · 34

Yaya Köprüsü: yükü paylaştır

İki desteğe dayanan bir tahtayı yükle. Her desteğin tepkisini bulmak için ΣF = 0 ve ΣM = 0 kullan, tahtanın ağırlığını hesaba kat ve bir desteğin nerede çatladığını ya da tahtanın nerede devrildiğini bul.

Statik dengeDestek tepkileri

Yaya Köprüsü'nü oyna

Kuvvetler: R_A + R_B = W + w
A'ya göre momentler: R_B·L = W·x + w·x_c

Tork ve dönme

5 oyun

HEMEN OYNA · 35

Sıkışmış Cıvata: anahtarı çevir

Paslı bir cıvatayı bir anahtarla gevşet. Gereken itişi bul, açının neden önemli olduğunu gör, kaldıracı bir boruyla uzat ve işi iki el arasında paylaştır.

TorkKuvvet kolu

Sıkışmış Cıvata'yı oyna

Tork: τ = F·r·sin φ
Kuvvet kolu: d = r·sin φ

HEMEN OYNA · 36

Forklift: devrilme!

Bir forklifti devirmeden paletleri kaldır. Yükün momentini aracınkiyle ön tekerleklere göre karşılaştır, bir karşı ağırlık ekle ve bir kapasite plakasını oku.

DevrilmeMomentler

Forklift'i oyna

Devrilme sınırı: m·x ≤ M·b
Arka tekerlekler: R_r·L = M·g·b − m·g·x

HEMEN OYNA · 37

Volan Yarışı: tempoya uyarak hızlan

Volanları çekilen bir iple hızlandır. Bir hızlanmayı zamanlamak, çekişi ayarlamak, kütleleri kollara yerleştirmek, yatak sürtünmesini yenmek ve sabit bir hız korumak için τ = I·α kullan.

Açısal ivmeEylemsizlik momenti

Volan Yarışı'nı oyna

Dönme yasası: τ_net = I·α
Eylemsizlik momenti: I = I₀ + Σ m·r²

HEMEN OYNA · 38

Kaldıraç Laboratuvarı: üç kaldıraç sınıfı

Üç kaldıraç sınıfını da dene: bir levye, bir fındıkkıran ve kendi ön kolun. Kuvveti bul, destek noktasını yerleştir ve neden bazı kaldıraçların kuvveti çoğalttığını, bazılarının ise kuvvete mal olduğunu gör.

KaldıraçlarMekanik avantaj

Kaldıraç Laboratuvarı'nı oyna

Kaldıraç yasası: F·d_e = W·d_l
Mekanik avantaj: MA = d_e ÷ d_l

HEMEN OYNA · 39

Yol Karşılığı Kuvvet: kaldıraç neyi takas eder

Kaldıraçlar bedava iş vermez. Bir levyenin kuvveti yolla, bir ön kolun kuvveti hızla takas edişini izle ve verilen işin alınan işe eşit olduğunu kontrol et.

Kaldıraçlarİş

Yol Karşılığı Kuvvet'i oyna

Yollar: s_l ÷ s_e = d_l ÷ d_e
Verilen iş = alınan iş: F·s_e = W·s_l

Kütle merkezi

3 oyun

HEMEN OYNA · 40

Denge Noktası: kütle merkezini bul

Yüklü bir kirişi dar bir destek üzerinde dengele. Kütle merkezini bulmak için her konumu kütlesiyle ağırlıklandır, kirişin kendi ağırlığını hesaba kat ve denge noktasını kaydırmak için bir kütle yerleştir ya da seç.

Kütle merkeziDenge

Denge Noktası'nı oyna

Kütle merkezi: x_cm = Σm·x ÷ Σm
Ne zaman düz: |x_cm − x_s| ≤ 1 cm

HEMEN OYNA · 41

Asılı Mobil: her çubuğu düzle

Düz asılan bir mobil kur. Her çubuğun denge noktasını bul, aşağıdan yukarıya çalış ve bütün bir alt mobili bir çubuğun ucunda asılı tek bir kütle olarak ele al.

Kütle merkeziBileşik cisimler

Asılı Mobil'i oyna

Düğüm: x_k = Σm·x ÷ Σm
Alt mobil: M = m₁ + m₂ + …

HEMEN OYNA · 42

Blok Kulesi: kenarın ötesine uzan

Blokları devirmeden bir masanın kenarından taşacak şekilde üst üste koy. Yığının her kısmının kütle merkezini altındaki bloğun üstünde tut, bir karşı ağırlık ekle ve bir yığının ne kadar eğilebileceğini öğren.

Kütle merkeziDevrilme

Blok Kulesi'ni oyna

Yerinde kalma koşulu: x_cm ≤ x_edge
Üç bloğun erişimi: L·(1/2 + 1/4 + 1/6)

Akışkanlar

9 oyun

HEMEN OYNA · 43

Özkütle Dedektifi: Arşimet'in tacı

Bir bloğu, bir tacı ve bir taşı dereceli bir silindire indir. Yükselen sudan hacmi oku, ρ = m ÷ V'yi hesapla ve kralın tacının saf altın olup olmadığını öğren.

ÖzkütleArşimet

Özkütle Dedektifi'ni oyna

Özkütle: ρ = m ÷ V
Sudan hacim: V = V₁ − V₀

HEMEN OYNA · 44

Mavna Yükü: Arşimet ilkesi

Yüzen bir mavna, yerini değiştirdiği su kendi ağırlığına eşit olana kadar batar. Su hattını tahmin et, onu su basmadan ağzına kadar yükle ve çelik teknelerin neden yüzdüğünü öğren.

Kaldırma kuvvetiYüzme

Mavna Yükü'nü oyna

Kaldırma kuvveti: F_b = ρ·g·V
Su çekimi: d = M ÷ (ρ·A)

HEMEN OYNA · 45

Derin Dalış: su altında basınç

Her 10 m deniz suyu yaklaşık bir atmosfer ekler. Bir denizaltının göstergesini oku, gövdesinin dayanabileceği en derin dalışı bul ve tatlı suyun neden biraz daha derine inmesine izin verdiğini gör.

BasınçDerinlik

Derin Dalış'ı oyna

Basınç: p = p₀ + ρ·g·h
Bir yüzeye etki eden kuvvet: F = Δp·A

HEMEN OYNA · 46

Su Altında Tartım: dinamometre ne kaybeder

Bir taşı bir dinamometreye as ve ağzına kadar dolu bir kaba indir. Dinamometre tam olarak taşan suyun ağırlığı kadar kaybeder. Bunu suda ve yağda hacimleri, özkütleleri ve derinlikleri bulmak için kullan.

Arşimet ilkesiKaldırma kuvveti

Su Altında Tartım'ı oyna

Kaldırma kuvveti: F_b = ρ·g·V
Tartının gösterdiği: R = W − F_b

HEMEN OYNA · 47

Yükselen Balon: havada Arşimet

Hava da yukarı iter; bir balonun yerini değiştirdiği havanın ağırlığıyla. Bir oyuncak için parti balonlarını say, bir sıcak hava balonunu yükle ve ısıt, bir dağdan uç ve bir insanı helyumla kaldır.

Arşimet ilkesiHavada kaldırma kuvveti

Yükselen Balon'u oyna

Kaldırma: F = (ρ_air − ρ_in)·g·V
Sıcak hava: ρ·T = const

HEMEN OYNA · 48

Torricelli Tüpü: havayı tartmak

Cıvayla dolu bir tüpü ters çevir ve havanın 760 mm'lik bir sütunu tutuşunu izle. Bir dağdaki hava basıncını ve bir emme pompasının suyu neden yaklaşık 10 m'den fazla kaldıramadığını bul.

Hava basıncıBarometre

Torricelli Tüpü'nü oyna

Barometre: p = ρ·g·h
Sütun yüksekliği: h = p ÷ (ρ·g)

HEMEN OYNA · 49

Magdeburg Yarım Küreleri: hava sıkı tutar

1654'te iki at takımı, yalnızca havanın bir arada tuttuğu iki metal yarımı ayıramadı. Kuvveti, F = Δp·π·r², bul, atları say ve bir vantuzun neyi tutabileceğini gör.

Hava basıncıKuvvet

Magdeburg Yarım Küreleri'ni oyna

Basınç kuvveti: F = (p_out − p_in)·A
Alan: A = π·r²

HEMEN OYNA · 50

Hidrolik Kaldıraç: Pascal ilkesi

Yağ basıncı kaldıracın her yerine iletir, bu yüzden küçük bir pistona yapılan küçük bir itiş büyük bir pistondaki bir arabayı kaldırır. İtişi, piston boyutlarını ve küçük pistonun alması gereken uzun yolu bul.

Pascal ilkesiHidrolik

Hidrolik Kaldıraç'ı oyna

Aynı basınç: F₁ ÷ A₁ = F₂ ÷ A₂
Aynı hacim: A₁·d₁ = A₂·d₂

HEMEN OYNA · 51

Pascal Fıçısı: bir fincan su kapağı patlatır

Kapalı bir fıçının üstündeki uzun, ince bir boruya biraz su dök; basınç her duvara ulaşır. Kapağı fırlatan yüksekliği bul, borunun genişliğinin neden önemli olmadığını gör ve bir şişeye bir mantar it.

Pascal ilkesiBasınç

Pascal Fıçısı'nı oyna

Ek basınç: Δp = ρ·g·h
Bir yüzeye etki eden kuvvet: F = Δp·A

Akış

3 oyun

HEMEN OYNA · 52

Delik Tank: fışkırma ne kadar uzağa gider?

Bir tankta daha derindeki su daha hızlı fışkırır: v = √(2·g·h). Bir fışkırmanın süratini ve düşeceği yeri tahmin et, bir kovayı doldur ve birlikte düşen iki deliği ve en uzağa fışkırtan deliği bul.

Bernoulli ilkesiTorricelli yasası

Delik Tank'ı oyna

Fışkırma hızı: v = √(2·g·h)
Düşme uzaklığı: x = 2·√(h·y)

HEMEN OYNA · 53

Venturi Borusu: daha hızlı su, daha düşük basınç

Bir borunun daraldığı yerde su hızlanır ve basıncı düşer. Bir memenin fışkırmasını, dar bir borudaki düşüşü, bir Venturi ölçerin sütunlarını, ölçtüğü akışı ve bir fıskiyenin yüksekliğini tahmin et.

Bernoulli ilkesiSüreklilik

Venturi Borusu'nu oyna

Süreklilik: A₁·v₁ = A₂·v₂
Bernoulli: Δp = ½·ρ·(v₂² − v₁²)

HEMEN OYNA · 54

Fırtına ve Kanat: hızlı hava yukarı çeker

Hızlı havanın basıncı daha düşüktür. Bir fırtınanın bir çatıyı çekişini ve onu koparan rüzgârı, bir kanattaki kaldırma kuvvetini, bir uçağın kalkış süratini ve bir kâğıt şeridi kaldıran nefesi tahmin et.

Bernoulli ilkesiKaldırma kuvveti

Fırtına ve Kanat'ı oyna

Basınç farkı: Δp = ½·ρ·(v_over² − v_under²)
Kaldırma kuvveti: F = Δp·A

Salınımlar

10 oyun

HEMEN OYNA · 55

Metronom Stüdyosu: tempoyu tut

Periyot bir vuruşun süresidir; frekans bir saniyeye kaç vuruş sığdığıdır. Tempoları periyotlara, hertz'i dakikadaki vuruşa çevir, vuruşları say ve iki metronomun ne zaman birlikte tıkladığını bul.

PeriyotFrekans

Metronom Stüdyosu'nu oyna

Frekans: f = 1 ÷ T
Tempo: tempo = 60·f

HEMEN OYNA · 56

Liman Şamandırası: salınım ne kadar büyük?

Genlik, bir salınımın tepeden dibe değil, ortadan ne kadar uzağa gittiğidir. Onu bir liman direğinden oku, periyodun daha büyük bir dalgada aynı kaldığını gör ve uzaklıkları, süratleri ve enerjileri bul.

GenlikBasit harmonik hareket

Liman Şamandırası'nı oyna

Genlik: A = (y_max − y_min) ÷ 2
En yüksek sürat: v_max = 2π·A ÷ T

HEMEN OYNA · 57

Sismograf: sarsıntıyı oku

Bir sismograf sarsıntıyı dalgalı bir çizgiye çevirir. Periyodu tepe aralığından ve kâğıt süratinden, frekansı periyottan ve zeminin küçük genliğini büyütülmüş izden oku.

Periyot ve frekansGenlik

Sismograf'ı oyna

Periyot: T = d ÷ u
Genlik: x = a ÷ M

HEMEN OYNA · 58

Sarkaçlı Saat: tempoyu tut

Bir sarkacın periyodu yalnızca uzunluğuna ve g'ye bağlıdır: T = 2π·√(L ÷ g). Bir saniye sarkacı kur, kısa bir sarkacı zamanla, bir periyodu iki katına çıkar, Ay'da bir sarkaç salla ve daha ağır bir top dene.

Basit harmonik hareketSarkaç

Sarkaçlı Saat'i oyna

Periyot: T = 2π·√(L ÷ g)
Saniye sarkacı: L = g·(T ÷ 2π)²

HEMEN OYNA · 59

Yıkım Topu: yükseklik sürate dönüşür

Salınan bir top yüksekliği süratle takas eder ve geri alır: v = √(2·g·h). Dipteki ve yolun bir kısmındaki süratleri, ipin çekişini, Galileo'nun çivisini ve belli bir süratin ulaştığı açıyı bul.

SarkaçEnerjinin korunumu

Yıkım Topu'nu oyna

Düşüş: h = L·(1 − cos θ)
Sürat: v = √(2·g·h)

HEMEN OYNA · 60

Büyük ve Sönen Salınımlar: formülün dışarıda bıraktıkları

T = 2π·√(L ÷ g) yalnızca çok küçük salınımlar için kesindir ve gerçek salınımlar söner. Büyük bir salınımın periyodunu, bir saatin hatasını, bir salınımın nasıl küçüldüğünü, yarılanma sayısını ve kaybettiği enerjiyi bul.

SarkaçSönüm

Büyük ve Sönen Salınımlar'ı oyna

Küçük salınımlar: T₀ = 2π·√(L ÷ g)
Sönme: θₙ = θ₀·kⁿ

HEMEN OYNA · 61

Zıpzıp Yay: uza, zıpla, tekrarla

Bir yay k·x ile geri çeker ve ona asılı bir kütle T = 2π·√(m ÷ k) ile zıplar. Bir uzamayı, bir periyodu, bir yayı, bir en yüksek sürati ve yalnızca uzamadan bir periyodu bul.

Basit harmonik hareketHooke yasası

Zıpzıp Yay'ı oyna

Hooke yasası: F = k·x
Periyot: T = 2π·√(m ÷ k)

HEMEN OYNA · 62

Yay Dükkânı: yan yana mı, uç uca mı?

Yan yana yaylar yükü paylaşır ve daha sert davranır; uç uca her biri yükün tamamını taşır ve daha yumuşak davranırlar. Uzamaları, yarım bir yayın ve karışık bir çiftin sertliğini ve bir zıplamayı tahmin et.

Hooke yasasıBirleştirilmiş yaylar

Yay Dükkânı'nı oyna

Yan yana: k = k₁ + k₂
Uç uca: 1/k = 1/k₁ + 1/k₂

HEMEN OYNA · 63

Yaylı Fırlatıcı: it, depola, bırak

Sıkıştırılmış bir yay ½·k·x² depolar ve bırakılınca devreder. Bir langırt topu ve bir roket fırlat, bir platforma nişan al, itişi iki katına çıkarmanın ne yaptığını gör ve bir arabayı bir yayla durdur.

Esneklik enerjisiEnerjinin korunumu

Yaylı Fırlatıcı'yı oyna

Depolanan enerji: E = ½·k·x²
Fırlatma: v = x·√(k ÷ m)

HEMEN OYNA · 64

Salıncak ve Rezonans: doğru anda it

Bir salınıcı hareketi depolanan enerjiyle takas eder ve geri alır; onunla uyumlu küçük itişler büyük bir salınım oluşturur. Bir salıncağın itişlerini zamanla, süratleri ve enerjileri ve bir arabayı rezonansa sokan tümsekleri bul.

Basit harmonik hareketRezonans

Salıncak ve Rezonans'ı oyna

Enerji: E = ½·k·A²
Rezonans: f_push = f₀

Dalgalar

27 oyun

HEMEN OYNA · 65

İpte Atma: bir dalga boyunca ne ilerler?

Bir dalga bir biçimi ve enerjiyi taşır, ip ise yalnızca iner ve çıkar. Bir atmayı zamanla, bir kurdelenin yerinde kalışını izle, genliği oku, karşılaşan iki atmayı topla ve bir yankıyı yakala.

Dalga nedirGenlik

İpte Atma'yı oyna

Dalga hızı: v = d ÷ t
Atmalar toplanır: y = y₁ + y₂

HEMEN OYNA · 66

Çakıl Taşı Dalgacıkları: dalgalar yayıldıkça neden küçülür

Bir çakıl taşının dalgacığı halkası büyüdükçe küçülür, çünkü aynı enerji gittikçe uzayan bir halka boyunca paylaşılır. Uzaktaki yüksekliği, metre başına enerjiyi, 1 cm'ye indiği uzaklığı bul ve düz bir dalgayla karşılaştır.

GenlikBir dalganın enerjisi

Çakıl Taşı Dalgacıkları'nı oyna

Yayılan dalgacık: A ∝ 1 ÷ √r
Enerji ve yükseklik: E ∝ A²

HEMEN OYNA · 67

İpte Güç: bir dalga ne kadar enerji taşır?

Bir dalga enerjiyi bir ip boyunca uzak uçtaki bir soğurucuya taşır. Genliği iki katına çıkar, frekansı da iki katına çıkar, vatları hesapla, gücü aynı tutan salınımı bul ve daha ağır bir ip dene.

GenlikDalga gücü

İpte Güç'ü oyna

Bir dalganın gücü: P = ½·μ·ω²·A²·v
Kareler önemli: P ∝ A²·f²

HEMEN OYNA · 68

Dalga Leğeninde Cetvel: dalga boyunu ölçmek

Bir çubuk bir leğene saniyede 8 kez dalar ve boyunca düz dalgacıklar gönderir. Tepeler arasındaki aralıkları say, yarı boyutlu bir fotoğrafı oku, sürati v = f·λ ile bul, dalgacıkları sığ bir uçta yavaşlat ve geçişlerini zamanla.

Dalga boyuDalgaları ölçmek

Dalga Leğeninde Cetvel'i oyna

Aralıkları saymak: λ = d ÷ (n − 1)
Dalga denklemi: v = f·λ

HEMEN OYNA · 69

Dalga Makinesi: dalga boyu, frekans ve sürat

Bir motor bir ipin bir ucunu sallar ve onu dalgalarla doldurur. Dalga boyunu bulmak için onları say, onu v = f·λ ile frekansa bağla, daha hızlı salla, periyodu bir boncukta zamanla ve daha büyük bir genliği sına.

Dalga boyuFrekans ve periyot

Dalga Makinesi'ni oyna

Dalga denklemi: v = f·λ
Periyot: T = 1 ÷ f

HEMEN OYNA · 70

Tel Akort Cihazı: frekans ve perde

Bir telin notası frekansıdır, f = v ÷ (2·L). Bir gitar telinin notasını bul, bir oktav için onu yarıya indir, başka bir nota çalmak için ona bas, ger ve bir titreşimi zamanla; kontrol için bir akort cihazıyla.

FrekansSes ve perde

Tel Akort Cihazı'nı oyna

Tel frekansı: f = v ÷ (2·L)
Oktav: L ÷ 2 → 2·f

HEMEN OYNA · 71

Stroboskop: bir frekansı flaşlarla yakalamak

Bir stroboskop hareket eden bir dalgayı tekrar tekrar bir anlığına aydınlatır. Her devirde bir kez flaş patlat, donar; biraz kayık olursa f − f_s ile süzülür. Bir dalgayı dondur, süzülmesini oku, bir frekans ölç, bir tekerleği durdur ve bir sürat bul.

FrekansStroboskop etkisi

Stroboskop'u oyna

Görülen frekans: f_seen = f − f_s
Flaşlarla donmuş: f_s = f

HEMEN OYNA · 72

Sörfçünün Beklemesi: bir dalganın periyodu

Bir yerde bekleyen bir sörfçü geçen her tepede, her T = λ ÷ v periyotta bir yükselir. Beklemeyi zamanla, dakikadaki dalgaları say, dalganın süratini ve aralığını bul ve periyodu bir frekansa çevir.

PeriyotOkyanus dalgaları

Sörfçünün Beklemesi'ni oyna

Periyot: T = λ ÷ v
Frekans: f = 1 ÷ T

HEMEN OYNA · 73

Gelgit Saati: gelgitlerin periyodu

Bir limandaki deniz yaklaşık 12 sa 25 dk'lık bir periyotla yükselir ve alçalır. Dört gelgiti zamanla, alçak suyu bul, bir günde yüksek suları say, yüksek suyun neden her gün 50 dakika geç geldiğini gör ve gelgitin dalga boyunu bul.

PeriyotGelgitler

Gelgit Saati'ni oyna

Periyot: T = 12 h 25 min
Dalga boyu: λ = v·T

HEMEN OYNA · 74

İp Gerilmesi Laboratuvarı: bir ipte dalga ne kadar hızlı koşar

Gergin bir ipteki bir atma v = √(F ÷ μ) ile koşar: daha fazla gerilmeyle daha hızlı, daha ağır bir ipte daha yavaş. Bir atmanın süratini bul, dört kat gerilmenin neden onu yalnızca iki katına çıkardığını gör, bir süratin gerektirdiği gerilmeyi bul ve bir atmanın bir ipi geçişini zamanla.

Dalga hızıİpler

İp Gerilmesi Laboratuvarı'nı oyna

Sürat: v = √(F ÷ μ)
Gerilme kuvveti: F = μ·v²

HEMEN OYNA · 75

Tsunami Yarışı: derinlik bir dalganın süratini nasıl belirler

Bir tsunami o kadar uzundur ki denizin tüm derinliği onunla birlikte hareket eder ve sürati v = √(g·h)'dir. Derin bir okyanus üzerindeki süratini bul, km/h'ye çevir, 2000 km'lik bir geçişi zamanla, kıyıya yakın yavaşlayışını gör ve bir sürattan derinliği oku.

Dalga hızıTsunamiler

Tsunami Yarışı'nı oyna

Sürat: v = √(g·h)
Derinlik: h = v² ÷ g

HEMEN OYNA · 76

Oyuncak Yay Laboratuvarı: enine ve boyuna dalgalar

Bir oyuncak yayı yana doğru salla, her halka onun karşısına hareket eder: enine bir dalga. İt ve çek, her halka onun boyunca hareket eder ve sıkışmalarda toplanır: boyuna bir dalga. Bir halkanın hareket açısını, sıkışmaların aralığını ve süratlerini bul.

Enine ve boyunaOyuncak yay

Oyuncak Yay Laboratuvarı'nı oyna

Dalga hızı: v = f·λ
Sıkışmalar: λ = v ÷ f

HEMEN OYNA · 77

Deprem P ve S: iki tür sismik dalga

Bir deprem hızlı, boyuna bir P dalgası ve daha yavaş, enine bir S dalgası gönderir. Aralarındaki fark bir istasyona depremin ne kadar uzakta olduğunu söyler. O uzaklığı, varış zamanlarını, S dalgasının sallamasını ve süratini bul.

Enine ve boyunaDepremler

Deprem P ve S'yi oyna

Mesafe: d = Δt ÷ (1/v_S − 1/v_P)
Varış farkı: Δt = d ÷ v_S − d ÷ v_P

HEMEN OYNA · 78

Eko İskandil: yankılardan uzaklıklar

Bir yankı geri dönen sestir, bu yüzden uzaklığı iki kez kateder: d = v·t ÷ 2. Deniz tabanını sonarla tara, bir yarasanın güvesini bul, bir uçurumun yankısını zamanla, deniz suyunda ses süratini ölç ve bir balık sürüsünü bul.

YansımaSonar ve yankılar

Eko İskandil'i oyna

Mesafe: d = v·t ÷ 2
Yankı süresi: t = 2d ÷ v

HEMEN OYNA · 79

Seken Dalgacıklar: dalgalar nasıl yansır

Bir dalgacık bir duvardan geldiği açıyla ayrılır. Bir ipteki atma kıskaçlı bir uçtan ters, serbest bir uçtan düz geri gelir. Çıkış açısını bul, bir bant vuruşuna nişan al, her atmanın yönünü tahmin et ve bir gidiş dönüşü zamanla.

YansımaDalgacıklar ve ipler

Seken Dalgacıklar'ı oyna

Çıkış açısı: θ_out = θ_in
Sabit uç: y_back = −y

HEMEN OYNA · 80

Sığ Kumsal: bükülen dalgalar

Dalgalar sığ suda yavaşlar. Frekansları aynı kalır, bu yüzden dalga boyları kısalır ve bir açıyla gelirlerse bükülürler: kırılma. Bir kum yığını üzerinde yeni dalga boyunu, frekansı, açıyı, sürati ve derinliği bul.

KırılmaDeniz dalgaları

Sığ Kumsal'ı oyna

Dalga boyu: λ₂ = λ₁·v₂ ÷ v₁
Snell yasası: sin θ₁ ÷ sin θ₂ = v₁ ÷ v₂

HEMEN OYNA · 81

Zıpkınla Balıkçılık: suda bükülen ışık

Işık suda daha yavaştır, bu yüzden yüzeyi geçerken bükülür: n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂. Bir balık olduğundan sığ görünür. Bir balığın gerçek derinliğini, bir lazerin sudaki açısını, bir zıpkına nereye nişan alınacağını, bir sıvının indisini ve kritik açıyı bul.

KırılmaIşık

Zıpkınla Balıkçılık'ı oyna

Snell yasası: n₁·sin θ₁ = n₂·sin θ₂
Gerçek derinlik: d = n·d_seen

HEMEN OYNA · 82

İki Hoparlör: yüksek ve sessiz noktalar

Aynı notayı çalan iki hoparlör bir odayı yüksek ve sessiz noktalarla doldurur. Birinin öbüründen yarım dalga uzak olduğu yerde sessizdir: Δd = (n + ½)·λ. Sessiz ve yüksek noktaları, bir frekansı, bir dalga boyunu ve ters bağlanmış bir hoparlörün ne yaptığını bul.

GirişimSes

İki Hoparlör'ü oyna

Sessiz noktalar: Δd = (n + ½)·λ
Yüksek noktalar: Δd = n·λ

HEMEN OYNA · 83

Vuru Akort Cihazı: dalgalanan notalar

Perdesi yakın iki nota uyuma girip çıkar, bu yüzden ses saniyede |f₁ − f₂| kez yükselip alçalır. Akortçular vuruların yavaşlayıp durmasını dinler. Bir vuru hızını, bir yeniden akortu, vurular arasındaki süreyi, tiz mi pes mi olduğunu ve bir perde farkını bul.

VurularSes

Vuru Akort Cihazı'nı oyna

Vuru frekansı: f_b = |f₁ − f₂|
Vurular arasındaki süre: T_b = 1 ÷ f_b

HEMEN OYNA · 84

Liman Girişi: yayılan dalgalar

Dalgalar bir açıklıktan geçtikten sonra yayılır; en çok, açıklık yaklaşık bir dalga boyu olduğunda. Onun çok gerisinde ilk sakin yön sin θ = λ ÷ a'dadır. Sakin yönleri, bir tekneyi sakinleştiren açıklığı, bir dalga boyunu ve dalgaların tüm limanı ne zaman doldurduğunu bul.

KırınımSu dalgaları

Liman Girişi'ni oyna

İlk sakin yön: sin θ = λ ÷ a
Dalga boyu: λ = v·T

HEMEN OYNA · 85

Lazer ve Yarık: yayılan ışık

Dar bir yarıktan geçen ışık, iki yanında karanlık saçaklar olan aydınlık bir saçağa yayılır. İlk karanlık saçak merkezden y = λ·L ÷ a uzaktadır. Bir karanlık saçağı, merkezdeki saçağın genişliğini, bir yarığın genişliğini, bir lazerin dalga boyunu ve ikinci karanlık saçağı bul.

KırınımIşık

Lazer ve Yarık'ı oyna

İlk karanlık saçak: y = λ·L ÷ a
Merkezdeki saçak: w = 2·λ·L ÷ a

HEMEN OYNA · 86

Geçen Ambulans: sirenin değişen perdesi

Hareket eden bir siren ses dalgalarını önünde sıkıştırır ve arkasında gerer, bu yüzden gelirken daha tiz, giderken daha pes duyarsın: f' = f·v ÷ (v ∓ v_s). Gelirken ve giderken perdeyi, bir ambulansın süratini, bir sirenin notasını ve bir oktavı bul.

Doppler olayıSes

Geçen Ambulans'ı oyna

Sana doğru gelirken: f' = f·v ÷ (v − v_s)
Uzaklaşırken: f' = f·v ÷ (v + v_s)

HEMEN OYNA · 87

Yüzen Ördek: önde ve arkada dalgacıklar

Her ayak çırpışı ördeğin bulunduğu yerden bir halka gönderir, bu yüzden halkalar önde sıklaşır, arkada açılır: λ' = (v ∓ v_s) ÷ f. Dalgacıklarından hızlı bir ördek V biçiminde bir baş dalgası yapar. Aralıkları, bir sürati, bir çırpma sıklığını ve bir baş dalgasının açısını bul.

Doppler olayıSu dalgaları

Yüzen Ördek'i oyna

Dalgacık aralığı: λ' = (v ∓ v_s) ÷ f
Baş dalgası: sin θ = v ÷ v_s

HEMEN OYNA · 88

Desibelmetre: yüksek ses ne kadar yüksek?

Desibeller on'un kuvvetlerini sayar: L = 10·log(I ÷ I₀), bu yüzden her 10 dB şiddetin on katıdır ve iki kat uzakta yaklaşık 6 dB daha sessizdir. On hoparlörün seviyesini, uzaklıkla düşüşü, bir şiddet oranını, bir seviyeyi ve bir uzaklığı bul.

SesDesibeller

Desibelmetre'yi oyna

Ses seviyesi: L = 10·log(I ÷ I₀)
Mesafe: I ∝ 1 ÷ r²

HEMEN OYNA · 89

Şişe Flütü: havadan ve sudan notalar

Bir şişe bir ucu kapalı bir borudur: hava sütunu bir dalganın dörtte birini içerir, dolayısıyla f = v ÷ 4L. Su dök, sütun kısalır ve perde yükselir. Bir şişenin notasını, döktükten sonraki notayı, bir sütun uzunluğunu, ne kadar döküleceğini ve bir üst notayı bul.

SesRezonans

Şişe Flütü'nü oyna

Kapalı boru: f = v ÷ 4L
Daha tiz notalar: f_n = n·v ÷ 4L

HEMEN OYNA · 90

Anten Atölyesi: bir radyo dalgası ne kadar uzun?

Radyo, Wi-Fi ve mikrodalgalar 3 × 10⁸ m/s ile ilerleyen dalgalardır. Dalga boylarını bulmak için λ = c ÷ f kullan, çeyrek dalga bir anteni boyutlandır, bir mikrodalga fırının sıcak noktalarını aralıkla ve AM direklerinin neden bu kadar yüksek olduğunu gör.

Dalga boyuRadyo dalgaları

Anten Atölyesi'ni oyna

Dalga boyu: λ = c ÷ f
Çeyrek dalga anten: L = λ ÷ 4

HEMEN OYNA · 91

Ağır Çekimde Ses: duyabildiğin bir dalga

Ses, havada 340 m/s ile ilerleyen bir sıkışma dalgasıdır. Dalga boyunu ve periyodunu görmek için bir notayı yavaşlat, sonra ses süratini kullanarak bir fırtınayı gök gürültüsünden ve bir uçurumu yankısından bul.

Ses dalgalarıDalga boyu ve periyot

Ağır Çekimde Ses'i oyna

Dalga boyu: λ = v ÷ f
Mesafe: d = v·t

Elektrostatik

10 oyun

HEMEN OYNA · 92

Balon sürtme: yük, yer değiştiren elektronlardır

Sürtünme yük yaratmaz, elektronları taşır: bir tarafta Q = −n·e, diğer tarafta +n·e. Bir balonu yükle, yünde ne kaldığını gör, elektron say ve iyon oluştur.

Elektrik yüküElektronlar

Balon sürtme oyna

Yük: Q = −n·e
Elektronlar: n = |Q| ÷ e

HEMEN OYNA · 93

Millikan damlası: yük elektronlar halinde gelir

Yüklü bir damla, elektrik kuvveti ağırlığını dengelediğinde havada asılı kalır: q·V ÷ d = m·g. Yük ölç, elektron say, gerilimi ayarla ve üç damladan e'yi bul.

Elektrik yüküMillikan deneyi

Millikan damlası oyna

Asılı kalma: q·V ÷ d = m·g
Elektronlar: q = n·e

HEMEN OYNA · 95

Malzeme testi: iletkenler ve yalıtkanlar

Bir malzemenin özdirenci iletip iletmediğine karar verir: R = ρ·L ÷ A, I = V ÷ R. Bakır ile cam arasında on'un yirmi kuvveti fark var. 12 V'luk bir test tezgâhında beş örneği dene.

İletkenlerÖzdirenç

Malzeme testi oyna

Direnç: R = ρ·L ÷ A
Akım: I = V ÷ R

HEMEN OYNA · 96

Yüzen boncuk: yer çekimine karşı Coulomb yasası

Aynı işaretli yükler F = k·q₁·q₂ ÷ r² ile birbirini iter; ne kadar yakınsa o kadar güçlü. Boncuk, bu itmenin ağırlığına eşit olduğu yerde yüzer. Aralığı, yükü, kütleyi ve tabanın itmesini bul.

Coulomb yasasıElektriksel kuvvet

Yüzen boncuk oyna

Yüzme: k·q₁·q₂ ÷ r² = m·g
Aralık: r = √(k·q₁·q₂ ÷ m·g)

HEMEN OYNA · 97

Yük halat çekme: yükler arasındaki kuvvetler

Yükler F = k·q₁·q₂ ÷ r² ile eşit ve zıt yönde iter ya da çeker; birden çok yükün kuvvetleri toplanır. Bir çekmeyi ölç, bir denge noktası bul, iki kuvveti topla, bir yük bul ve her şeyi iki katına çıkar.

Coulomb yasasıKuvvetleri toplama

Yük halat çekme oyna

İki yük: F = k·q₁·q₂ ÷ r²
Denge noktası: q₁ ÷ x² = q₂ ÷ (d − x)²

HEMEN OYNA · 98

Alan sondası: yük başına kuvvet

Elektrik alanı, bir deneme yüküne etki eden kuvvetin o yüke bölümüdür, E = F ÷ q; noktasal bir yük E = k·Q ÷ r² alanı oluşturur. Bir kuvvetten alanı bul, bir sondaya etki eden kuvveti hesapla, iki alanı topla ve bir uzaklık bul.

Elektrik alanıYük başına kuvvet

Alan sondası oyna

Kuvvetten alan: E = F ÷ q
Noktasal yükün alanı: E = k·Q ÷ r²

HEMEN OYNA · 99

Elektron demeti: yükleri bir alanla saptırmak

Yüklü iki levha arasında alan düzgündür, E = V ÷ d, ve bir yük demete dik yönde sabit bir itme hisseder; bu yüzden yolu bir parabole döner. Alanı, ivmeyi, sapmayı, bir hedef için gerilimi ve bir protonun sapmasını bul.

Düzgün alanYüklü parçacıklar

Elektron demeti oyna

Levhalar arası alan: E = V ÷ d
Levhalarda sapma: y = ½·(q·E ÷ m)·(L ÷ v₀)²

HEMEN OYNA · 100

Potansiyel haritası: yük başına enerji

Elektrik potansiyeli yük başına enerjidir: noktasal bir yük V = k·Q ÷ r oluşturur, potansiyeller sıradan sayılar gibi toplanır ve bir q yükünü taşımak W = q·ΔV işi gerektirir. Bir potansiyel oku, tırman, bir eş potansiyel eğrisinde yürü, iki yükü topla ve bir halka bul.

Elektrik potansiyeliİş ve enerji

Potansiyel haritası oyna

Bir yükün potansiyeli: V = k·Q ÷ r
Bir yükü taşıma işi: W = q·ΔV

HEMEN OYNA · 101

Parçacık topu: gerilimden hıza

Bir ΔV geriliminden geçen yük, q·ΔV = ½·m·v² kinetik enerji kazanır. Bir elektronun enerjisini ve hızını, bir protonun hızını, bir alfa parçacığının eV cinsinden enerjisini ve bir elektronu durduran gerilimi bul.

GerilimKinetik enerji

Parçacık topu oyna

Kazanılan enerji: K = q·ΔV
Ulaşılan hız: v = √(2·q·ΔV ÷ m)

Elektrik devreleri

16 oyun

HEMEN OYNA · 102

Pil Kulesi: gerilimleri toplamak

Arka arkaya dizilen pillerin gerilimleri toplanır, ters çevrilmiş bir pil kendi gerilimini çıkarır, yan yana piller ise tek bir pilin gerilimini verir. Bir pil taşıdığı her coulomba V joule verir: W = Q·V. Diz, çevir, yan yana koy, lamba yak ve pilleri say.

GerilimSeri piller

Pil Kulesi'ni oyna

Arka arkaya piller: V = V₁ + V₂ + …
Yük başına enerji: W = Q·V

HEMEN OYNA · 103

Voltmetre Yürüyüşü: iki nokta arasındaki gerilim

Bir voltmetre kırmızı ucundaki potansiyelden siyah ucundaki potansiyeli çıkarıp gösterir: V = V_red − V_black. Uçları değiştir, açık bir anahtarı ve düz bir teli dene, bir düğüm noktasındaki gerilimi bul ve iki pili karşı karşıya koy.

GerilimVoltmetre kullanmak

Voltmetre Yürüyüşü'nü oyna

Voltmetre gösterir: V = V_red − V_black
Bir dirençten aşağı: ΔV = I·R

HEMEN OYNA · 104

Yük Sayacı: akım saniyedeki yüktür

Akım, telin bir kesitinden her saniye geçen yüktür: I = Q ÷ t ve bir amper saniyede bir coulomb, yaklaşık 6 × 10¹⁸ elektrondur. Kapıda yükü say, dakikaları ve saatleri saniyeye çevir ve yavaş bir akımın süresini ölç.

AkımYük ve zaman

Yük Sayacı'nı oyna

Akım şudur: I = Q ÷ t
Bir amper: 1 A = 1 C/s

HEMEN OYNA · 105

Salyangoz Elektronlar: yavaş sürüklenme, hızlı sinyal

Elektronlar saniyede yaklaşık bir milyon metre hızla titrer ama telde salyangoz gibi sürünür: bakırda 1 A için I = n·e·A·v_d, saniyede milimetrenin onda birinden az bir hız verir. Yine de lamba hemen yanar, çünkü sinyal telde 2 × 10⁸ m/s hızla ilerler.

AkımSürüklenme hızı

Salyangoz Elektronlar'ı oyna

Sürüklenmeden akım: I = n·e·A·v_d
Sinyal: v ≈ 2 × 10⁸ m/s

HEMEN OYNA · 106

Teli Uzat: uzunluk ve kalınlık direnci belirler

Bir telin direnci uzunluğuyla artar, kesit alanıyla azalır: R = ρ·L ÷ A. İki kat uzunluk R'yi iki katına çıkarır, iki kat çap dörtte birine indirir, teli iki kat uzunluğa germek ise dört katına çıkarır. Aç, ger ve ölçüsünde bir bobin kes.

DirençÖzdirenç

Teli Uzat'ı oyna

Bir telin direnci: R = ρ·L ÷ A
Yuvarlak tel: A = π·d² ÷ 4

HEMEN OYNA · 107

Sıcak Filaman: sıcaklık arttıkça direnç artar

Bir metal ısındıkça daha çok direnç gösterir: R = R₀·(1 + α·(T − T₀)). 2500 °C'deki bir filamanın direnci soğukken olduğunun on iki katıdır; bu yüzden ampul açılırken akım sıçrar ve bir platin tel termometre olur. Isıt, kızdır ve sıcaklığı oku.

DirençSıcaklık

Sıcak Filaman'ı oyna

Sıcaktaki direnç: R = R₀·(1 + α·ΔT)
Platin sensör: R = 100 Ω·(1 + 0.00385·T)

HEMEN OYNA · 108

Ohm Laboratuvarı: akım, gerilim ve direnç

Sabit bir dirençte akım gerilimle orantılı olarak artar: V = I·R, I–V grafiğinde başlangıç noktasından geçen bir doğru. Diğer ikisinden bir akım, direnç ya da gerilim bul, bir doğruyu oku ve bir LED'i 20 mA'de tutan direnci seç.

Ohm yasasıI–V grafiği

Ohm Laboratuvarı'nı oyna

Ohm yasası: V = I·R
Düzenlenmiş hâli: I = V ÷ R, R = V ÷ I

HEMEN OYNA · 109

Sigorta Testi: Ohm yasası sınırında

Burada her akımı I = V ÷ R belirler ve akım anma değerine ulaşır ulaşmaz sigorta erir. Bir su ısıtıcısının akımını, bir sigortanın dayandığı en küçük direnci, sigortanın neden bir insanı korumadığını, bir direncin dayandığı en büyük gerilimi ve bir kısa devrenin muazzam akımını bul.

Ohm yasasıSigortalar

Sigorta Testi'ni oyna

Akım: I = V ÷ R
Sigorta erir, eğer: I ≥ I_fuse

HEMEN OYNA · 110

Ampul Zinciri: bütün ampuller için tek yol

Seri devrede tek bir yol vardır, bu yüzden her ampulden aynı akım geçer ve dirençler toplanır: R = R₁ + R₂ + …. Akımı, eşdeğer direnci, bir ampulün gerilim payını, dördüncü ampulün neden hepsini sönükleştirdiğini ve şebekenin kaç süs ampulü gerektirdiğini bul.

Seri devrelerGerilimin paylaşılması

Ampul Zinciri'ni oyna

Dirençler toplanır: R = R₁ + R₂ + …
Aynı akım: I₁ = I₂ = I₃

HEMEN OYNA · 111

Gerilim Bölücü: kaynağı paylaştırmak

Seri bağlı iki direnç kaynağı dirençleriyle orantılı olarak paylaştırır: V_out = V·R₂ ÷ (R₁ + R₂). Bir çıkış gerilimi bul, 5 V için bir bölücü tasarla, bir ışık sensörünü ve bir termistörü oku ve üç dirençli bir zincirin ortasındaki gerilimi bul.

Gerilim bölücülerSensörler

Gerilim Bölücü'yü oyna

Çıkış: V_out = V·R₂ ÷ (R₁ + R₂)
Orantılı paylaşım: V₁ ÷ V₂ = R₁ ÷ R₂

HEMEN OYNA · 112

Ev Tesisatı: her kol tam gerilimi alır

Paralel kolların her biri tam gerilimi alır: akımlar toplanır ve eşdeğer direnç düşer, 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Bir eşdeğer direnç ve bir ana akım bul, biri çekildiğinde diğer lambaların neden yanmaya devam ettiğini gör, bir direnç seç ve bir sigortanın izin verdiği lambaları say.

Paralel devrelerEv tesisatı

Ev Tesisatı'nı oyna

Direnç: 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …
Ana akım: I = I₁ + I₂ + …

HEMEN OYNA · 113

Akım Bölücü: giren çıkar

Akım bir düğümde asla tükenmez: giren çıkar, I = I₁ + I₂ + …. Paralel kollar aynı gerilimi paylaşır, bu yüzden en küçük direnç en büyük payı alır. Eksik bir akımı bul, bir akımı böl, kolları topla, yeni bir kolun eskisini neden değiştirmediğini gör ve bir şönt tasarla.

Kirchhoff'un akım yasasıAkım bölücü

Akım Bölücü'yü oyna

Bir düğümde: I_in = I_out
Aynı gerilim: I₁·R₁ = I₂·R₂

HEMEN OYNA · 114

Ampul Parlaklığı: etiket değil, güç

Güç, bir ampulün elektrik enerjisini ışığa ve ısıya çevirme hızıdır: P = V·I = I²·R = V² ÷ R. Etiket değerleri yalnızca direncini belirler. Bir gücü, bir ampulün direncini, seri iki ampulün ne verdiğini, 100 W'lığın yanında 60 W'lığın neden kazandığını ve yarı gerilimin ne yaptığını bul.

Elektriksel güçEtiket değerleri

Ampul Parlaklığı'nı oyna

Güç: P = V·I = I²·R = V² ÷ R
Etiket değerlerinden: R = V² ÷ P

HEMEN OYNA · 115

Enerji Hattı: teller neden yüksek gerilimle çalışır

Aynı güç, düşük gerilimde büyük bir akım ya da yüksek gerilimde küçük bir akım olarak gönderilebilir ve hattın ısınması akımın karesiyle büyür: P_loss = I²·R. İki gerilimde kaybı bul, %1 kaybeden bir hat tasarla, bir hattı ısıt ve evdeki ısıtıcıyı boyutlandır.

Elektriksel güçİletim hatları

Enerji Hattı'nı oyna

Hat akımı: I = P ÷ V
Hat kaybı: P_loss = I²·R

HEMEN OYNA · 116

Su Isıtıcısı Yarışı: Enerji, Güç Çarpı Zamandır

Bir su ısıtıcısının verdiği enerji gücü çarpı zamandır, E = P·t, ve suyun ısınması için m·c·ΔT gerekir. Bir ısıtıcıyı tahmin ettiğin süreyle yarıştır, kullandığı enerjiyi bul, ısı kayıplarının ne yaptığını gör, bir güç seç ve yurt dışındaki bir ısıtıcının neden dört kat uzun sürdüğünü keşfet.

Elektrik enerjisiSu ısıtma

Su Isıtıcısı Yarışı'nı oyna

Enerji: E = P·t
Su ısıtma: E = m·c·ΔT

HEMEN OYNA · 117

Elektrik Sayacı: Kilovatsaat Bir Enerjidir

Elektrik faturasındaki kilovatsaat bir güç değil, bir enerjidir: 1 h boyunca 1 kW, yani 3600 kJ. Bir lambanın enerjisini, bir ay bekleme modunun maliyetini, kilojoule cinsinden bir powerbank'i, bir LED'in 1000 saatte ne kadar tasarruf ettiğini ve bir telefon pilinde ne kadar enerji olduğunu bul.

Elektrik enerjisiKilovatsaat

Elektrik Sayacı'nı oyna

Enerji: E (kWh) = P (kW) · t (h)
Dönüşümler: 1 kWh = 3600 kJ

Soruları deneylere dönüştüren eğitici simülasyon oyunları

Phisicos ile her seferinde tek bir fikri keşfedersin. Her eğitici simülasyon oyunu, kontrol edilebilir bir fizik modelini bir görevle birleştirir: alınan yolu, zamanı ve yönü ilişkilendirmek için bir hayaleti kovala ya da kütle çekimini ve motor itişini dengeleyerek bir modülü indir.

Hareketin nasıl gelişeceğini tahmin et.
Başlat, duraklat ya da zamanı 0,10 saniye ilerlet.
Ölçümleri karşılaştır ve sonucu açıkla.

Fizik öğrenmek içineğitici simülasyon oyunları.

Konulara göre göz at

Eğitici simülasyon oyunları

Fizik öğrenmek için
eğitici simülasyon oyunları.