Sürtünme Kuvveti Oyunu - Yüzey, Hava Direnci ve Su Direnci Deneyleri

Sürtünme Kuvveti, beşinci sınıf fen bilimleri dersinin Kuvveti Tanıyalım ünitesi için hazırlanmış bir akıllı tahta oyunudur. Öğrenci tek bir bilgiyi ezberden söylemez; ekrana gelen küçük deney tablolarını okur, ölçümler arasındaki örüntüyü bulur ve bu örüntüden bir genellemeye varır. Aynı oyuncak araba halıda, tahtada ve camda ne kadar yol alıyor? Düz kâğıt mı buruşturulmuş kâğıt mı önce yere düşüyor? Sivri burunlu tekneyi çekmek mi daha kolay, düz burunluyu mu? Sorular katı yüzeyden suya ve havaya uzanan çeşitli ortamlarda sürtünmenin etkisini gözlemden yola çıkarak düşündürür.

Öğrenme Hedefleri

Türkiye Yüzyılı Maarif Modeli Fen Bilimleri 5. sınıf programının 2. ünitesindeki FB.5.2.4 öğrenme çıktısını hedefler: sürtünme kuvvetinin çeşitli ortamlardaki etkilerine yönelik tümevarımsal akıl yürütebilme. Süreç bileşenlerinin ikisi de oyunda ayrı ayrı çalışılır: (a) sürtünme kuvveti ile ilgili günlük yaşamdan ön bilgilerini kullanarak örüntü oluşturur; (b) sürtünme kuvvetinin çeşitli ortamlardaki etkilerine yönelik genelleme yapar. Programın anahtar kavramlarından sürtünme kuvveti, pürüzlü ve az pürüzlü yüzey, su direnci ve hava direnci soruların merkezindedir. Kuvvetin dinamometreyle newton cinsinden ölçülmesi (FB.5.2.1) ölçüm tablolarında kullanılır ama ayrıca sorulmaz.

Nasıl Oynanır?

Öğretmen üç konudan birini ya da Karışık seçeneğini işaretler: Yüzey ve Sürtünme, Hava ve Su Direnci, Günlük Yaşamda Sürtünme. Kolay tur altı, Orta tur dokuz, Zor tur on iki soru getirir. Soruların çoğunda ekranda iki ya da üç satırlık bir ölçüm tablosu durur; örneğin “Halı: 40 cm, Tahta: 120 cm, Cam: 210 cm”. Öğrenci tabloyu okur ve şıklardan hangisinin bu ölçümlerden çıkan genelleme olduğunu seçer. Tahmin sorularında tabloya soru işaretli yeni bir satır eklenir; öğrenci örüntüyü kullanarak eksik değeri bulur. Örüntü sorularında üç günlük yaşam örneğinin ortak noktası, bazılarında da dört örnek arasından gruba uymayan aranır. Her cevaptan sonra kısa bir açıklama gelir. İki, üç ya da dört oyunculu düzende tahta bölünür ve her öğrenci kendi sorusunu çözer.

Yazdırılabilir Çalışma Yaprağı

Sürtünme Kuvveti çalışma yaprağını indir (PDF)

Tüm PDF ödevleri ve çalışma yaprakları

Bu Oyun Neden Faydalı?

Sürtünme konusu çoğu zaman tek tek bilgilerle öğretilir: buz kaygandır, ayakkabı tabanı pürüzlüdür, zincire yağ sürülür. Program ise bu bilgilerin arkasındaki kuralı öğrencinin kendisinin bulmasını istiyor. Oyun bu yüzden cevabı söylemek yerine kanıt veriyor ve kanıtı yorumlatıyor. Şıklarda her seferinde aynı türden yanılgılar bekler. Ters genelleme, ölçümleri okuyup yönü karıştıran çocuğu yakalar. Aşırı genelleme “camda sürtünme hiç yoktur”, “hava direnci yalnız rüzgârlı günde olur” gibi cümlelerle gelir; az pürüzlü yüzeyde de sürtünme vardır, yalnız daha azdır. İlgisiz etken şıkkı deneyde hiç değişmeyen bir şeye, örneğin kutunun rengine ya da buruşturulan kâğıdın ağırlığına dayanır. Bazı sorular tek bir denemenin genelleme için yetmediğini, bazıları da rampa ile zemin aynı anda değişirse sonucun neden güvenilmez olduğunu sorar. Çürütme sorularında öğrenci yanlış bir iddiayı yıkacak gözlemi seçer: düşme hızını yalnız ağırlık belirleseydi aynı kâğıt buruşturulunca daha çabuk düşmezdi.

Müfredat Uyumu

Katı ortam: pürüzlü ve az pürüzlü yüzeyler; halı, tahta, linolyum, cilalı parke, cam, buz ve zımpara kâğıdı üzerinde araba, top, blok ve kutu deneyleri; durana kadar alınan yol, rampada kayma süresi ve dinamometreyle ölçülen çekme kuvveti; sürtünmenin hareketin tersi yönünde etki etmesi; ıslak zeminde kayma. Sıvı ve gaz ortam: hava direnci ve su direnci; paraşüt büyüklüğü, düz ve buruşturulmuş kâğıt, tekne burnunun biçimi, havuzda yürümek, yüzücünün bonesi, kürek, yarış bisikletçisinin duruşu, hızla artan hava direnci, balık ve hızlı tren gövdesindeki sivri biçim. Günlük yaşam: sürtünmeyi artıran uygulamalar (kar zinciri, kaydırmaz bant, krampon, kaleci eldiveni, reçine, magnezyum tozu) ve azaltan uygulamalar (yağlama, mumlama, tekerlek, bilyeli ray); yararlı ve zararlı sürtünme örnekleri; Fatih Sultan Mehmed’in gemileri yağlı kalaslar ve yuvarlak kütüklerle karadan yürütmesi; resim kâğıdı, pastel boya, kalem ve silgide sürtünmenin sanattaki kullanımı.

Öğretmenler İçin İpuçları

Oyundan önce sınıfta on dakikalık bir deney yapın. Bir kitap yığınına dayalı bir cetvel ya da karton rampa kurun, aynı oyuncak arabayı önce sıra üstüne, sonra yere serilen bir havluya, ardından bir cam ya da laminant yüzeye bırakın. Öğrenciler yolu ölçüp tahtaya küçük bir tablo halinde yazsın. Sonra oyunun Yüzey ve Sürtünme konusunu açtığınızda ekrandaki tabloların sınıfta kendi yaptıkları tabloyla aynı mantıkta olduğunu görürler. Hava direnci için iki özdeş kâğıttan birini buruşturup ikisini aynı anda bırakın; sonucu tahmin ettirmeden önce “hangisi daha ağır?” diye sorun. Su direnci için bir leğen suda elinizi önce yan, sonra düz tutarak sallatın. Program balık kılçığı tekniğini öneriyor: tahtaya bir balık iskeleti çizip kılçıklara sürtünmeyi artıran, azaltan, yararlı ve zararlı örnekleri yazdırabilirsiniz. Tarih bağlantısı için İstanbul’un fethindeki gemilerin karadan yürütülmesini kısa bir hikâye olarak anlatın ve yağın, yuvarlak kütüklerin işini öğrencilere buldurun.

Sıkça Sorulan Sorular

Sürtünme kuvveti nedir?

Sürtünme kuvveti, birbirine değen yüzeyler arasında ya da su ve hava gibi bir ortamın içinde hareket eden cisme etki eden, hareketi zorlaştıran kuvvettir. Daima hareketin tersi yönünde etki eder. Yüzey ne kadar pürüzlüyse sürtünme o kadar büyüktür; az pürüzlü yüzeyde de sürtünme vardır, yalnız daha küçüktür.

Hava direnci ve su direnci sürtünme midir?

Program ikisini sürtünme kuvvetiyle ilişkilendirir. Havada düşen paraşüt ya da suda ilerleyen tekne, önündeki havayı veya suyu itmek zorunda kalır ve bu ortamlar harekete karşı direnç gösterir. Havaya ya da suya bakan yüzey büyüdükçe direnç artar; sivri ve akıcı biçim direnci azaltır. Su, havadan çok daha büyük bir direnç gösterir.

Tümevarımsal akıl yürütme bu konuda ne demek?

Birden çok gözlemden ortak bir kural çıkarmak demektir. Araba halıda 40, tahtada 120, camda 210 santimetre gidiyorsa öğrenci “zemin pürüzlendikçe araba daha erken durur” genellemesine varır. Sonra bu kuralı yeni bir durumda tahmin yapmak için kullanır. Tek bir deneme ya da iki şeyin birden değiştiği bir deney böyle bir genelleme için yeterli değildir.

Sürtünme yararlı mı zararlı mı?

Duruma göre ikisi de olabilir. Yürürken kaymamamız, frenin bisikleti durdurması, kalemin kâğıtta iz bırakması ve paraşütün yavaş inmesi sürtünme sayesindedir. Ayakkabı tabanlarının, bisiklet zincirinin ve makine parçalarının aşınması ise sürtünmenin zararıdır. Bu yüzden sürtünme bazen kar zinciri ve krampon ile artırılır, bazen yağ ve tekerlekle azaltılır.

Bu oyunun Kuvvet ve Hareket oyunundan farkı nedir?

Kuvvet ve Hareket oyunu itme ve çekme kuvvetini, kuvvetin etkilerini, hareket türlerini ve dinamometreyi çalıştırır; sürtünmeyi tek tek bilgilerle sorar. Sürtünme Kuvveti oyunu ise ölçüm tablolarından genelleme, tahmin ve çürütme ister ve programın istediği hava direnci ile su direncini de kapsar. İki oyun birlikte ünitenin tamamını tamamlar.

Ders: Fen Bilimleri | Seviye: 5. Sınıf | Ücretsiz eğitici oyun

Dersin diğer oyunları: Fen Bilimleri Oyunları (44 oyun)

Hangi Sınıflar İçin?

Benzer Fen Bilimleri Oyunları