Fen bilimlerinde matematik bir anlatım biçimidir. Bilimsel bir araştırmanın sonucu matematiksel olarak ifade edilemiyorsa kesinlik taşımaz ve inandırıcılığı yoktur. Fizik yasalarının keşfinde, matematiksel çıkarımlar ile deneysel buluşlar birbirini paralel takip etmiştir. Fizikte kullanılan grafikler de matematik kullanımı ile ilgilidir. Grafiklerin sayılar ile ifade edilmesi ve yorumlanması matematik ile olmaktadır. Dolayısıyla tablolar, formüller ve grafikler fiziğin kullandığı matematiksel modellerdir.
Fizikte matematik,
1. Deney ve gözlemlerde toplanan verilerin yorumunda
2. Deney sırasında sayısal işlemlerin yapılmasında
3. Deney ve gözlem sonuçlarını formüle etmede kullanılır.
Örneğin, şekildeki tabloda bir maddenin kütle ve hacim değerleri verilmiştir. Tablodaki veriler kullanılarak şekildeki grafik çizilebilir.
Tabloda verilen değerler ya da grafikteki değerler kullanılarak kütle ile hacim arasındaki matematiksel bağıntı yazılabilir. Formüller birer modellemedir.
Özkütle = Kütle / Hacim (d = m / v)
Bu örnekte olduğu gibi fizikle ilgili olayları ifade edebilmek veya açıklayabilmek için matematiksel işlemlere ihtiyaç vardır.
Matematiksiz fizik dilsiz bir insana benzer. Evrendeki hadiselerle ilgili olarak belirlenebilmiş her fizik yasasının matematiksel bir ifadesi vardır.
Çözüm:
Maddenin taneciklerini çıplak gözle görmek imkansız olduğu için tanecik ve molekül yapıları modellenerek anlatılmaya çalışılır. Isınan taneciklerin hareket enerjileri artacağı için taneciğin çevresine çizgi konularak modellenir. Az çizgi olan taneciğin hareket enerjisi, çok çizgi olana göre daha azdır. (I gösterilebilir)
Elektrik ve manyetik alan çizgileri gözle görülmez. Fakat etkileri dikkate alınarak çizgiler ile modellenerek nasıl oldukları anlatılmaya çalışılır. (II gösterilebilir)
Işık aynı ortamda doğrular şeklinde yayıldığı için ışık ışınlarının izlediği yol ışın modeli olarak ifade edilen oklar ile gösterilir. (III gösterilebilir)
Tablo, grafik ve formüller fiziğin kullandığı matematiksel modellerdir. Cevap E
