hızlıdır. 2 8
Asansörde fazladır.
F = mg + ma olduğu için. 7 26
Merdiven de daha fazladır. Daha
çok yol alınır. 2 8 Merdiven de daha fazladır. Yoruluruz. 4 15 Merdiven de daha fazladır. Daha
çok zaman alır. 2 8 Merdiven de daha fazladır. Basamakları çıkarken kuvvet
uygularız. 1 4
Y
Merdiven de daha fazladır. Daha
çok enerji harcanır. 3 12 Y
Merdiven de daha fazladır. Her
adım için ayrı iş yapılır. 1 4
Cevap yok 5 19 Cevap yok 4 15
Daha önceki sorularda olduğu gibi, Deney grubu 2’ deki öğrencilerin doğru cevap verme oranı kontrol grubundaki öğrencilerden fazladır.
4) “Bir cismin üzerine birden fazla kuvvet etki ediyorsa ve cisim yol alıyorsa,
yapılan toplam iş nasıl hesaplanır?” sorusuna verilen cevaplar Tablo 4.27’ de görülmektedir.
Tablo 4.27 Toplam iş sorusuna verilen cevaplar
Kontrol Grubu f % Model Grubu (Deney grubu
2)
f % Net kuvvet bulunup alınan yol ile
çarpılır. 10 38 Bileşke kuvvet bulunur ve alınan yol ile çarpılır. 13 48 D Kuvvetler bileşenlerine ayrılır ve
cismin gittiği yöndeki kuvvetten zıt yöndekiler çıkarılır. Kalan yolla çarpılır.
3 12 D Her kuvvetin yaptığı iş
bulunur ve toplanır. 7 26 Büyük kuvvetten küçük kuvvet
çıkarılır ve yolla çarpılır. 7 27 Kuvvetler birbirini eksiltir. Kalan kuvvet yol ile çarpılır. 1 4 E
Kuvvetten sürtünme kuvveti çıkarılır. 5 19 E Kuvvetler aynı yöndeyse toplarız, farklı yöndeyse çıkartırız. Kalanı yol ile çarparız.
5 19
Cevap yok 1 4 Cevap yok 1 4
Bu soruya Deney grubu 2 öğrencilerinin % 74’ ü, kontrol grubu öğrencilerinin % 50’ si doğru cevap vermiştir. Kontrol grubundaki öğrencilerin hiçbirinin her kuvvetin yaptığı işlerin toplanması gerektiğini söylememeleri dikkat çekicidir. Bu durum kontrol grubundaki öğrencilerin işin negatif değerler alabileceğini kavrayamamış olmalarından kaynaklanıyor olabilir. Bu nedenle birden fazla işin nasıl toplanacağı konusunda kararsız kalmış olabilirler.
5) “İş ve güç arasındaki ilişki nedir?” sorusuna verilen cevaplar Tablo 4.28’ de
görülmektedir.
Tablo 4.28 İş ve güç sorusuna verilen cevaplar
Kontrol Grubu f % Model Grubu ( Deney grubu 2 ) f % Güç, birim zamanda yapılan iştir. 7 27 Güç, birim zamanda yapılan iştir. 10 37 Güç = İş/ Zaman 7 27 Güç, iş yapma hızıdır. 5 19 D
Güç, işe bağlıdır. 2 8 Güç, işe bağlıdır. 3 11
E İşte alınan bir yol vardır. 2 8
İşte zaman önemli değildir. Ama
güçte önemlidir. 4 15 İş, güce bağlıdır. 3 12
D
P = W/t 27 100
Y İş, güç yardımıyla bir cismin
Deney grubu 2’deki öğrencilerin büyük kısmı bu soruya doğru cevaplar vermiştir. Kontrol grubundaki öğrencilerin % 31’ i ise konuyu görmüş olmalarına rağmen gücün kuvvetle aynı olduğunu düşünmektedir. “Güç kuvvettir” yanılgısı, en çok karşılaşılan kavram yanılgılarından biridir.
6) “Hızlanan bir cismin üzerine mi yoksa yavaşlayan bir cismin üzerine mi iş
yapılır? Yoksa her iki durumda da iş yapılır mı? Açıklayınız.” sorusuna verilen cevaplar Tablo 4.29’ da görülmektedir.
Tablo 4.29 Hızlanan ve yavaşlayan cisim sorusuna verilen cevaplar
Kontrol Grubu f % Model Grubu ( Deney grubu 2 ) f % D Her iki durumda da iş yapılır. Kuvvet etki eder. 6 23 Her iki durumda da iş yapılır. İş yapılması için kuvvetin yönü değil
doğrultusu önemlidir. 2 7 Her iki durumda da iş yapılır.
Hızlanan +, yavaşlayan – yönde iş yapar. 4 15
Her iki durumda da iş yapılır. İkisinde de hızı arttırmak ya da yavaşlatmak için
kuvvet uygulanır. 7 26
E
Her iki durumda da iş yapılır.
İki durumda da yol alınır. 11 42
Her iki durumda da iş yapılır. Araba yavaşlarken frene basınca sürtünme kuvveti iş yapar. Gaza basınca hızlanır.
Yine iş yapılır. 8 30
Ç Eğer kuvvet etki ediyorsa ve yol alıyorlarsa iş yapılır. 3 12 D
Her iki durumda da iş yapılır. Hızlananın hızlanması, yavaşlayanın yavaşlaması
için iş yapılır. 3 11
Y Yavaşlayana F kuvveti etki ediyorsa iş yapar ama fs
yavaşlatıyorsa iş yapmaz. 2 8 E
Her iki durumda da iş yapılır. Biri pozitif
diğeri negatif iş yapar. 7 26
Model grubundaki öğrencilere “otomobil analojisi” uygulandığı için bu gruptaki öğrencilerin % 30’ unun bu benzetmeyle cevap verdikleri görülmektedir. Model grubundaki öğrencilerin açıklamaları kontrol grubundaki öğrencilere göre daha doğrudur.
7) “Sürtünmesiz bir ortamda sabit hızla ilerleyen bir cismin üzerine iş
yapılmakta mıdır? Açıklayınız.” sorusuna verilen cevaplar Tablo 4.30’ da görülmektedir.
Tablo 4.30 Sabit hızlı cisim sorusuna verilen cevaplar
Kontrol Grubu f % Model Grubu ( Deney grubu 2 ) f % D İş yapılmaz. 5 19 D İş yapılmaz. Kinetik enerjisi
değişmez. 19 70
İş yapılır. Hızı vardır. 6 23 İş yapılır. Hareket eder. 2 7 E
İş yapılır. Yol alır. 11 42 Ç İş yapılır. Kuvvet etki ediyorsa
yapılır. 3 12
Cevap yok 1 4
E İş yapılır. Yol alır. 6 22
İş-enerji teoremi ile ilgili olarak sorulan bu soruda grupların cevapları arasında bariz farklılık vardır. Deney grubu 2’ nin % 70’ i doğru cevap verirken, kontrol grubunun % 19’ u doğru cevap vermiştir.
8) “Gerilmiş bir yay bir oku fırlatabilir. Hatta yayı ne kadar çok gererseniz ok o
kadar büyük bir hızla fırlar. Neden? Açıklayınız.” Sorusuna verilen cevaplar Tablo 4.31’ de görülmektedir.
Tablo 4.31 Gerilmiş yay sorusuna verilen cevaplar
Kontrol Grubu f % Model grubu ( Deney grubu 2 ) f % Potansiyel enerji nedeniyle
artar. 16 62 Esneklik ve enerjiyle ilgilidir. 2 7 D Fazla gerilen yay fazla kuvvet
uygular. 5 19 Potansiyel enerji artar. 8 30
Yayda harcanan güç fazladır. 3 12 Gerginlik artınca kuvvet de artar. 3 11 Yaydaki sıkışma artınca oka yapılan iş
ve hız artar. 5 19
D
Gerildikçe potansiyel enerji ve kinetik
enerji artar. 7 26
Y Yay sabiti artar. 2 8
Y Güç harcanarak oka iş yaptırılır. 2 7 Deney grubu 2’ nin % 93’ ü, kontrol grubunun % 81’ i doğru cevaplar vermiştir. İkisinde de doğru cevap verme oranı yüksektir. Fakat Deney grubu 2’ deki öğrenciler daha açıklayıcı cevaplar vermişlerdir.
9) “Bir lastik top belli bir yükseklikten yere doğru fırlatıldığında, ilk
yüksekliğinden daha yükseğe zıplar. Neden? Açıklayınız.” sorusuna verilen cevaplar tablo 4.32’ de görülmektedir.
Tablo 4.32 Yere doğru fırlatılan lastik top sorusuna verilen cevaplar
Kontrol Grubu f % Model Grubu ( Deney grubu 2 ) f % D Başlangıçta kinetik enerjisi
artmıştır. 9 35 Başlangıçta hem kinetik hem de potansiyel enerjisi vardır. 11 41 Potansiyel enerji önce kinetiğe
sonra tekrar potansiyel enerjiye
döner. 8 31
D Kalan enerjisinin hepsi potansiyel
enerjiye dönüşmüştür. 6 22 E
Topta potansiyel enerjiyle
birlikte kinetik enerji de birikir 2 8 Top yere çarpınca, yer topa kuvvet uygular. 4 15 Daha yükseğe sıçrayamaz. 2 8 Potansiyel enerji depolanır.
mgh = 1/2mV2 + 1/2kx2 4 15
Y Top çarpınca hızı artar. Etki-
tepki prensibi. 5 19 Y
Top yer çarpınca yer topa kuvvet uyguluyor ve topun potansiyel
enerjisi artıyor. 2 7
Bu soruya çok çeşitli yorumlar getirilmiştir. Deney grubu 2’ nin % 63’ ü, kontrol grubunun ise % 35’ i doğru açıklamalar yapmıştır.
10) “Bir salıncağa periyodik olarak kuvvet uygulanmaktadır ve salıncak
giderek yükselmektedir. Neden? Açıklayınız.” sorusuna verilen cevaplar Tablo 4.33’ de görülmektedir.
Tablo 4. 33 Salıncak sorusuna verilen cevaplar
Kontrol Grubu f % Model Grubu ( Deney grubu 2 ) f % D
Kuvvet uygulanıyor ve iş
yapılıyor. 8 31
Salıncak uygulanan kuvvetle iş yapar ve gittikçe hızlanarak yükselir. 9 33 Salıncak yol aldığı için iş
yapar. 5 19 D Sürekli iş yapılır ve salıncağın enerjisi artar. 7 26 Kuvvet uygulanınca iş
yapılır ve yol alır. 7 27 E Uygulanan her kuvvetle salıncak biraz daha hızlanır. 5 19 E
Salıncağın potansiyel enerjisi artar. 4 15
Eylemsizlik nedeniyle. 3 11 Y Kuvvet arttıkça aldığı yol
artar. 2 8
Y
Bu soruda da Deney grubu 2’ deki öğrencilerin gerek doğru cevap verme gerekse daha açıklayıcı cevap verme oranları kontrol grubuna göre yüksektir.
11) “Hızlandırılmış bir bisiklet, pedalı döndürmeden bir süre daha yol alır.
Neden? Açıklayınız.” Sorusuna verilen cevaplar Tablo 4.34’ de görülmektedir.
Tablo 4.34 Bisiklet sorusuna verilen cevaplar
Kontrol Grubu f % Model Grubu ( Deney grubu 2 ) f % Depoladığı enerjiyi pedal çevirmeden
de kullanır. 7 27
İş yaptığı için hız kazanır. Bu hız sürtünme nedeniyle tükenir. Bu
arada yol alır. 5 19
D
Bisiklette depolanan kinetik enerji bitene kadar yol alır. 7 27
Sürtünmeli ortamda bir süre gider. 6 22 E Depoladığı enerjiyi atmak için 3 12 Sürtünme kinetik enerjiyi hemen
bitirmez. 4 15
Kinetik enerjisi tamamen potansiyel enerjiye dönüşene kadar yol alır. 6 23
D
Pedalın kinetik enerjisi biraz daha
iş yapar. 4 15
E Bisikletin hızı aniden sıfıra
düşmez. 3 11
Y Kinetik enerji azalarak potansiyel enerjiye dönüşür ve bu potansiyel
enerjiyle biraz daha yol alır. 3 12 Y Potansiyel enerji depolanmıştır. 5 19
Deney grubu 2 deki öğrencilerin % 71’ i, kontrol grubundaki öğrencileri % 54’ ü çeşitli doğru cevaplar vermiştir. Fakat bütün öğrencilerin % 26’ sının bisikletin kinetik enerjisinin potansiyel enerjiye dönüşeceğini söylemeleri dikkat çekicidir. “Kinetik enerjinin tükendiği yerde potansiyel enerji artar” şeklinde bir yanılgıya sahiptirler. Bu öğrencilerin potansiyel enerji kavramını tam olarak kavrayamadıkları söylenebilir.
12) “Belli bir yükseklikten düşen lastik bir top, yerden zıpladıktan sonra neden
ilk yüksekliğine çıkamaz? Açıklayınız.” sorusuna verilen cevaplar Tablo 4.35’ da görülmektedir.
Tablo 4.35 Belli bir yükseklikten düşen lastik top sorusuna verilen cevaplar
Kontrol Grubu f % Model Grubu ( Deney grubu 2 ) f % Yer sürtünmeli olduğundan
enerjisinin bir kısmı harcanır. 7 27 Yere düşünce kinetik enerjisinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşür. 9 33 D
Isı enerjisi şeklinde kayıp olur. 8 31 D
Hava sürtünmesinden dolayı enerjisi
azalır. 8 30
E Potansiyel enerjisi azalır. 3 12 E İlk atıldığındaki kinetik enerjinin bir kısmı kaybolmuştur.
4 15