Cevaplar

  • Eodev Kullanıcısı
2012-10-27T16:53:59+03:00



Fizikteki Modelleme Nedir

Fizik olaylarının daha kolay ve iyi anlayabilmek fizik olayları modellenerek açıklanır. Modelleme yapılırken bilinmeyen ve yeterince anlaşılmayan olguya hedef, bilinen ve anlaşılan olguya ise kaynak denir.

Var olan kaynaklardan hareketle bilinmeyen bir hedefi basit ve anlaşılır bir hale getirmek için yapılan işlemler bütününe modelleme, modelleme sonucu çıkan ürüne model denir.

  Fizik-matematik ilişkisi de fizik için oldukça temel bir ilişkidir. Matematikten bağımsız bir fizik düşünülemez. Ancak, fiziğin formel bilimler gibi aksiyomatik olmayışı onu saf matematikten ayırır. Klasik mantığın üç ilkesi fizikte de temeldir ama fizik tam olarak aksiyomatik değildir. Gerçi Kurt Godel in 1931 de yayınladığı o meşhur makalesinden sonra matematiğin de aksiyomatik yapısı tartışılır olmuştur ama 20 gram su ile 30 gram suyu karıştırıp, karışımın kütlesini ölçtüğümüzde 60 gram buluyorsak, hatayı 20+30=50 önermesinde aramayız. Matematik bir formalizm olmasının ötesinde yer etmiştir fizikte. Çünkü evrenden soyutlanan birtakım şeylerin üzerinde matematiksel işlemler yaptığımızda, sonuçta bulunan şeylerin yine evrene ait olması söz konusudur. Bu da matematiğin, fizikte sadece bir gösterim şekli olarak yer etmediğini gösterir. Ancak matematiksel olarak ortaya çıkan her sonuçla, fiziksel gerçeklikler arasında birebir ilişki var mıdır?

"Matematiksel bir önerme olgusal dünyaya ilişkin olduğu kadarıyla kesin değildir; kesin olduğu kadarı ile olgusal dünyaya ilişkin değildir."
Einstein

Einstein in bu düşüncesi yukarıda sorulan soruya bir cevaptır.Ama bu cevap ile matematiğin fizikteki konumu net olarak belirmez.Burada bir enformasyon azalışı söz konusudur.(Aynı durum kuantum fiziğinde vardır:mikro evrende yapılan bir deneye ait olasılık genliği olası tüm sonuçları kapsar ama gözlenen deney sonucu bunlardan sadece biridir.)  

Fizik ve felsefe de birbiriyle yakından ilişkilidir. Newton dan Heisenberg e, Max Born dan David Bohm a kadar birçok fizikçi aynı zamanda iyi birer filozof idiler. Yazık ki filozoflar arasındaki iyi fizikçilerin sayısı bu kadar çok değildir. (Bu yüzden bazı fizikçiler felsefeden uzak durmayı tercih ederler) 17. yy. da Descartes in, şüpheciliğiyle "düşünüyorum öyle ise varım" ı temel alması ve bunun üzerine felsefesini kurması; mekanik evren anlayışını oluşturması ve Newton un öğrenciliği sırasında Descartes in görüşleriyle tanışıp daha sonra mekaniğin o üç temel yasasını ortaya atması; fizik-felsefe ilişkisinin başlamasıdır ve güzel bir örneğidir. Zaten fizik, felsefe, matematik ve bugünkü diğer doğa bilimlerinin bir arada olması ancak, Rönesans tan sonra ayrılmaya başlamaları; aralarında sıkı bir ilişki olmasının doğal bir sebebidir. Bu yüzden felsefe incelenmelidir. Çünkü felsefe tarihi, insanlığın geçirdiği düşünce aşamalarıdır ve bu aşamaların belli bir yerinde pozitif bilimler doğmuştur;  çünkü epistemoloji, bilme sürecini sorgular ve bu süreç tüm pozitif bilimler için kaçınılmazdır, oysa pozitif bilimler bu süreci sorgulamaz. Çeşitli zamanlarda, bazı filozoflar ellerinden geldiğince pozitif bilimler ve özellikle fiziği kullanıp bunun üzerine felsefelerini kurmuşlardır. Fakat bu filozoflar kendi zamanlarındaki fiziği ne kadar iyi biliyorlardı? Örneğin, entropi kavramını ya da kuantum fiziğini gerçekten hazım sayabilmişler miydi yoksa bunlardan birer ikişer cümle okuyup felsefelerini bunlar üzerine mi temellendirmişlerdi? Bu durumda yapılanlar spekülasyon dan öteye geçemez. Ya da doğa bilimleri -Marx ın yaptığı gibi- doğrudan topluma veya insanlara uygulanabilir mi?(felsefe açısından fizik-felsefe ilişkisi ve sorunları bu durumdadır) Sonuçta fizik (ve genelde doğa bilimleri) temel alınarak bir felsefenin kurulması ancak bir fizikçinin yapabileceği iştir.  

 

 


6 4 6
2012-10-27T16:54:06+03:00

Fiziksel Modelleme, bir fiziksel olayın labaratuar koşullarında gerçekleştirilen, benzer bir fiziksel olay ile incelenmesi tekniğidir.

         Modellemede iki adet ve benzer fiziksel olay var olup, laboratuar koşullarında olan “ Model “, diğeri de “ Prototip “ olarak anılacaktır. Bunlar sırası ile M ve P harfleri ile simgelenecektir. Laboratuar koşullarından anlaşılması gereken, model üzerinde yapılacak incelemenin “ kontrol “ lu olabilmesi, gereken ölçüm ve gözlemlerin olanaklı ( ekipman, zaman, para, yetişmiş insan ) ve yeterli düzeyde ( tekrarlama ve hassasiyet ) yapılabilmesidir.

 Gerçekte, esas ilgilenilen olay prototiptir. Ama prototipi incelemek için model kullanılmaktadır. Peki, neden?

          Önce kullanılan model ve prototip kelimelerine açıklık getirmekte yarar vardır. Bu kelimeler çoğu kez benzer fiziksel olayların gerçekleştiği ve geometrik sınırların tanımladığı maddesel ortam için kullanılırlar. Örneğin dalga etkisindeki bir yük gemisinin davranışı, laboratuarda küçük bir benzeri üzerinde incelenebilir. Doğadaki gemi prototip ve laboratuardaki de model diye anılır. Ancak yukarda kullanılan model ve prototip kelimeleri “ fiziksel olay “ kullanılarak tanımlanmıştır. Gemi tüm fiziksel olayın sınır koşullarından ancak bir kısmını meydana getirir. Ayıca maddesel sınırlar da olayın parçalarıdır. Olayın şekillenmesinde sınırların etkisi vardır ama etkileyen de yalnızca o değildir. Gemilerin hareket ettiği deniz tabanının şekli, derinliği, dalgaların özellikleri, sahillerin yakınlığı, uzaklık ve şekli, fiziksel olayı etkiler ve bunların tümü laboratuar koşullarında “ Modeli “ meydana getirir. Ama pratik açıdan laboratuardaki “ gemi “ model diye anılır. Halbuki model laboratuar koşullarında incelenen tüm fiziksel olaydır.           Neden modelleme’ye gelince:           Modelleme tekniğinin kullanılmasının değişik nedenleri vardır. 1-       Boyutsal Analiz, her hangi bir problemin çözüm tekniği olmayıp çözümün kolaylaşmasına yardımcı olan bir teknik olmasına karşın, Modelleme bir çözüm yani problemin cevabını bulmaya yarayan bir tekniktir. 2-      Bilgisayarın çözüm üretmede gerçekçi olamadığı hallerde, modelleme daha doğru veya gerçekçi sonuçlar verir. Bilgisayarların bu zaafı, bazı olaylardan geometrik sınırlarının çok karmaşık olmasından ve daha çok türbülansın matematik modellemesinin gerekli düzeye erişememesinden ileri gelmektedir. Fiziksel modellemede, karmaşık sınırlar oldukça gerçekçi bir şekilde yapılabilir ve türbülans olayı fiziksel modelin doğal bir olgusudur. Fiziksel Modellemedeki türbülansın prototipteki türbülans ile ne ölçüde uyumlu olduğu ise, konular ilerledikçe ortaya çıkacaktır.               Bu gün gelinen düzeyde, sayısal çözümler ve fiziksel modelleme bir birini tamamlayan teknikler olarak değerlendirmekte ve kullanılmaktadır. 3-      Fiziksel modellemede, incelenen olayı doğada gerçekleştiği gibi görebilmek, görüntülemek ve şüphesiz pek çok parametreyi ( her zaman olmasa da ) ölçmek olanaklıdır.                Fiziksel model ekseriyetle prototipten daha küçük, kolaylıkla imal edilebilecek, akım olayının kolaylıkla görüntülenmesine olanak sağlayacak üzerinde kolaylıkla değişiklikler yapılabilecek tarzda ve malzeme ile yapılır. Örneğin rüzgar tünelinde denenmek istenen model, prototipin madeni olmasına karşın ahşaptan yapılabilir. Bir baraj dolu savağının kapakları çelikten imal edilmesine karşın, modeli pleksiglastan yapılabilir. Bir bina veya köprü üzerindeki rüzgar etkisini incelemek için model su kanalında denenebilir.              Diğer taraftan modelin prototipten küçük olması lazımdır diye bir zorunluluk da yoktur; bazen oldukça küçük prototiplerin daha büyük modeller ile incelenmesi gerekebilir.              Prototip-Model İlişkisi: Prototip-Model ilişkisinden anlaşılan modelde ölçülen değerlerin prototipe nasıl aktarılacağı veya prototip değerlerinin modele nasıl yansıtılacağıdır. Bu sonuncusu model ölçeğinin bulunması için gereklidir.              Her şeyden önce model ile prototipin geometrik olarak benzer olması gereklidir. Benzeşim teoremine göre kinematik veya genelde bağımlı değişkenlerin benzer olması için dinamik benzeşim olması veya boyutsuz değişkenler denkleminin aynı olması temin edilmelidir. Bu da boyutsuz değişkenler denkleminde ortaya çıkan boyutsuz katsayıları veya boyutsuz sayıları eşitlemekle elde edilir.               İşte bu tip eşitlikler Prototip – Model ilişkisine temel teşkil eder.               Eşitliklerin beraberce sağlanması ekseriyetle olanaksızdır. Bu eşitliklerin bazıları beraberce sağlanırken, bazıları da sağlanamaz. Bu halde ortaya çıkan modelleme “ eksik modelleme “ dir.     
7 2 7