Fizik I(ING116-A)
| Ders Kodu | Dersin Adı | Yarıyıl | Teori | Uygulama | Lab | Kredisi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ING116-A | Fizik I | 1 | 3 | 0 | 2 | 4 | 5 |
| Ön Koşul | |
| Derse Kabul Koşulları |
| Dersin Dili | Fransızca |
| Türü | Zorunlu |
| Dersin Düzeyi | Lisans |
| Dersi Veren(ler) | Erden TUĞCU etugcu@gsu.edu.tr (Email) |
| Dersin Yardımcıları | |
| Dersin Amacı | Bu dersin temel amacı, öğrencilere klasik mekaniğin temel prensiplerini ve yasalarını sağlam bir matematiksel altyapı (vektörel analiz, türev ve integral hesabı) ile kavratmaktır. Ders, öğrencilerin doğadaki fiziksel olayları gözlemleme, matematiksel olarak modelleme ve bu modelleri analitik düşünce sistemiyle çözme becerilerini geliştirmeyi hedefler. Öğrencilere ileriki mühendislik ve alan derslerinde ihtiyaç duyacakları temel problem çözme formasyonunun kazandırılması amaçlanmaktadır. |
| İçerik |
1. Matematiksel Giriş • Vektörel analiz (Skaler ve vektörel çarpım) • Kartezyen ve silindirik koordinat sistemleri • Türev ve integral hesabı uygulamaları • Diferansiyel denklemler (Mekaniğe temel teşkil edecek seviyede) 2. Kinematik • Bir boyutta hareket (Pozisyon, hız ve ivme vektörleri) • İki ve üç boyutta hareket (Eğik atış) • Düzgün dairesel hareket 3. Dinamik • Kuvvet kavramı ve serbest cisim diyagramları • Newton'un Hareket Yasaları • Sürtünme kuvveti ve dairesel hareket dinamiği (Merkezcil kuvvet) 4. Kinetik (İş ve Enerji) • İş ve Kinetik Enerji Teoremi • Korunumlu ve korunumsuz kuvvetler • Potansiyel enerji • Mekanik enerjinin korunumu 5. Çizgisel Momentum ve Çarpışmalar • Kütle merkezi (Noktasal parçacıklardan katı cisimlere geçiş) • Çizgisel momentum ve İtme (İmpuls) • Çizgisel momentumun korunumu • Esnek (elastik) ve esnek olmayan çarpışmalar 6. Dönme Kinematiği ve Dinamiği • Katı cisimlerin dönme kinematiği • Eylemsizlik momenti ve dönme kinetik enerjisi • Moment (Tork) ve Newton'un 2. Yasasının dönme hareketi için ifadesi • Açısal Momentum ve korunumu • Yuvarlanma hareketi (Öteleme ve dönmenin birleşimi) 7. Titreşimler ve Basit Harmonik Hareket (BHH) • Hooke Yasası ve geri çağırıcı kuvvet • BHH'nin kinematik denklemleri (Konum, hız ve ivmenin zamana bağlılığı) • BHH'de enerji dönüşümleri ve korunumu • Uygulamalar: Basit sarkaç ve fiziksel sarkaç • Sönümlü ve zorlamalı titreşimlere giriş, Rezonans |
| Dersin Öğrenme Çıktıları |
1: Vektörel analiz, koordinat sistemleri ve temel kalkülüs (türev/integral/diferansiyel) yöntemlerini fiziksel problemleri formüle etmek ve çözmek için kullanabilme. • 2: Noktasal parçacıkların bir, iki ve üç boyuttaki öteleme ile düzgün dairesel hareketlerini kinematik denklemler yardımıyla analiz edebilme. • 3: Karşılaşılan fiziksel sistemler için serbest cisim diyagramları çizerek, hareketin dinamiğini Newton'un Hareket Yasaları çerçevesinde değerlendirebilme. • 4: İş, kinetik/potansiyel enerji kavramlarını tanımlayarak, korunumlu ve korunumsuz kuvvetlerin varlığında "Mekanik Enerjinin Korunumu" ilkesini problemlere uygulayabilme. • 5: Çok parçacıklı sistemlerin kütle merkezini belirleyebilme; çizgisel momentum ve impuls kavramlarını kullanarak esnek ve esnek olmayan çarpışma problemlerini çözebilme. • 6: Katı cisimlerin öteleme ve dönme hareketlerini bir arada inceleyebilme; eylemsizlik momenti, tork ve açısal momentumun korunumu prensiplerini kullanarak dönme dinamiği problemlerini modelleyebilme. • 7: Basit harmonik hareket, sarkaçlar, sönümlü ve zorlamalı titreşim (rezonans) yapan mekanik sistemlerin kinematik ve enerji denklemlerini kurarak sistemin davranışını açıklayabilme. |
| Öğretim Yöntemleri |
Ders, öğrencilerin teorik bilgiyi pasif bir şekilde dinlemesinden ziyade, ön hazırlık süreçleri ve sınıf içi interaktif problem çözümleriyle aktif öğrenme becerilerini geliştirecek şekilde tasarlanmıştır. Bu bağlamda, öğrencilerin analitik düşünme becerilerini en üst düzeye çıkarmak ve teorik bilgiyi pratiğe dönüştürmek amacıyla "Ters Yüz Sınıf" (Flipped Classroom / Classe Inversée) modeli ve aktif öğrenme stratejileri uygulanmaktadır. • Ters Yüz Sınıf Uygulaması: Geleneksel teorik bilgi aktarımı ders saatleri dışına taşınmıştır. Öğrencilerin, her ders öncesinde sistemde paylaşılan okuma materyallerini, konu anlatımlarını ve öz değerlendirme formlarını tamamlayarak sınıfa hazırlıklı gelmeleri beklenir. • Sınıf İçi Aktif Öğrenme: Sınıf ortamı, pasif dinleme alanı olmaktan çıkarılıp; önceden çalışılmış konuların derinlemesine tartışıldığı, zorlu mühendislik problemlerinin çözüldüğü ve kavram yanılgılarının giderildiği bir "interaktif laboratuvar/atölye" olarak kullanılır. • Dinamik Dijital Anlatım: Dersler, statik sunum (slayt) üzerinden okuma yapmak yerine, tablet ve OpenBoard gibi etkileşimli dijital beyaz tahta uygulamaları üzerinden işlenir. Serbest cisim diyagramlarının çizimi, vektörel analizler ve zorlu kalkülüs (türev/integral) türetmeleri, öğrencilerle etkileşim halinde adım adım, anlık olarak tahtada inşa edilir. • Akran Öğrenmesi (Peer Instruction) ve Soru-Cevap: Fiziksel kavramların (örneğin eylemsizlik momenti, korunumlu kuvvetler) mekanik sistemlerdeki davranışları üzerine yönlendirici açık uçlu sorular sorularak, öğrencilerin kendi aralarında tartışmaları ve doğru matematiksel modele ulaşmaları teşvik edilir. • Gerçek Dünya Mühendislik Modellemesi: Soyut fizik yasaları, doğrudan mühendislik uygulamalarından (örneğin; makine parçalarındaki tork, taşıt dinamiğindeki sürtünme) alınan güncel örneklerle bağdaştırılarak somutlaştırılır. |
| Kaynaklar |
- ““Physique PTSI”, TecDoc Lavoisier, 2008. - “Physique PTSI”, Hprepa Hachette, 2007 - Ders Notları ve Alıştırmalar: Üniversite Moodle http://uni.gsu.edu.tr/moodle/course/ |
Teori Konu Başlıkları
| Hafta | Konu Başlıkları |
|---|
Uygulama Konu Başlıkları
| Hafta | Konu Başlıkları |
|---|
Başarı Notuna Etki Oranları
| Sayı | Katkı Payı | |
|---|---|---|
| Yarıyıl içi çalışmaların başarı notuna katkısı | 2 | 50 |
| Yarıyıl sonu çalışmaların başarı notuna katkısı | 1 | 50 |
| Toplam | 3 | 100 |
Yarıyıl İçi Çalışmaları
| Sayı | Katkı Payı | |
|---|---|---|
| Ödevler | 0 | 0 |
| Sunum | 0 | 0 |
| Arasınavlar (Hazırlık Süresi Dahil) | 1 | 40 |
| Proje | 0 | 0 |
| Laboratuar | 0 | 10 |
| Diğer Uygulamalar | 0 | 0 |
| Kısa Sınavlar | 0 | 0 |
| Dönem Ödevi / Projesi | 0 | 0 |
| Portfolyo Çalışmaları | 0 | 0 |
| Raporlar | 0 | 0 |
| Öğrenme Günlükleri | 0 | 0 |
| Bitirme Tezi/Projesi | 0 | 0 |
| Seminer | 0 | 0 |
| Diğer | 0 | 0 |
| Bütünleme | 0 | 0 |
| Toplam | 1 | 50 |
| Numara | Program Yeterlilikleri | Puan | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Matematik, fen ve mühendislik bilimleri konularında yeterli bilgi birikimi | X | ||||
| 2 | Bu alanlardaki kuramsal ve uygulamalı bilgileri karmaşık mühendislik problemlerini modelleme ve çözme için uygulayabilme becerisi | X | ||||
| 3 | Karmaşık Endüstri Mühendisliği problemlerini saptama, tanımlama, formüle etme, doğrulama ve çözme becerisi; bu amaçla uygun analiz ve modelleme yöntemlerini seçme ve uygulama becerisi | X | ||||
| 4 | Karmaşık bir üretim veya hizmet sistemini, süreci, cihazı veya ürünü gerçekçi ve değişken kısıtlar ve koşullar altında, performans boyutlarını iyileştirmeye yönelik tasarlama becerisi; bu amaçla modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi | X | ||||
| 5 | Endüstri Mühendisliği uygulamalarında karşılaşılan karmaşık problemlerin analizi ve çözümü için gerekli olan modern yöntem, teknik ve araçları geliştirme, seçme ve kullanma becerisi; bilişim teknolojilerini etkin bir şekilde kullanma becerisi | X | ||||
| 6 | Karmaşık Endüstri Mühendisliği problemlerinin veya bu alandaki araştırma konularının incelenmesi için deney tasarlama, deney yapma, veri toplama, sonuç çıkartma, sonuçları analiz etme ve yorumlama becerisi | X | ||||
| 7 | Disiplin içi ve çok disiplinli takımlarda etkin biçimde ve farklı rollerde çalışabilme becerisi; bireysel çalışma becerisi | X | ||||
| 8 | Türkçe sözlü ve yazılı etkin iletişim kurma becerisi; en az iki yabancı dil bilgisi; etkin rapor yazma ve yazılı raporları anlama, tasarım ve üretim raporları hazırlayabilme, etkin sunum yapabilme, açık ve anlaşılır talimat verme ve alma becerisi | X | ||||
| 9 | Yaşam boyu öğrenmenin gerekliliği bilinci; bilgiye erişebilme, bilim ve teknolojideki gelişmeleri izleme, bilgi yönetimi araçlarını kullanma ve kendini sürekli yenileme becerisi | X | ||||
| 10 | Etik ilkelerine uygun davranma, mesleki ve etik sorumluluk bilinci; Endüstri Mühendisliği uygulamalarında kullanılan ulusal ve/veya uluslararası standartlar hakkında bilgi | X | ||||
| Etkinlikler | Sayı | Süre | Toplam İş Yükü |
|---|---|---|---|
| Ders Süresi | 24 | 3 | 72 |
| Laboratuar | 14 | 2 | 28 |
| Yarıyıl Sonu Sınavı (Hazırlık Süresi Dahil) | 10 | 2 | 20 |
| Diğer | 3 | 2 | 6 |
| Toplam İş Yükü | 126 | ||
| Toplam İş Yükü / 25 | 5.04 | ||
| Dersin AKTS Kredisi | 5 | ||