Deney

İlk Deney

Galileo’nun düşen cisimlerin hareketi üzerine yaptığı çalışmalar o zamana kadar bilim adamlarının kullandığı bilimsel metotlardan farklı idi. Galileo akıl yürütme ve gözlemlerin yanı sıra doğal bir olayı açıklamak için deney yapma yöntemini kullanıyordu. Deneyler Galileo’nun olayları tekrarlayarak çalışabilmesi için olanak sağlıyordu. Galileo incelemek istediği koşulları kontrol edebileceği deneyler tasarlıyordu. Eğik düzlem deneyinde de bir hareketi incelemek için uygun koşullarını kendisi oluşturmuştu. Eğik düzlemin açısını değiştirerek, ziller arasındaki mesafeyi ayarlayarak zillerin sesinden ritim elde etmeye çalışmış ve günümüz laboratuvar koşullarında yapılan kontrollü deneylerin temelini atmıştı.  Zillerin yerlerini değiştirerek eşit zaman aralıklarına ritmik bir ses yakalaması sayesinde aldığı veriler ile alınan yol ile zaman arasında sayısal bir ilişki olduğunu ortaya koymuştu. Galileo gerçekleştirdiği deneylerle değişkenleri kontrol ederek, aralarındaki sayısal ilişkiyi bulabileceğimiz bağımlı değişken ve bağımsız değişken kavramlarını ortaya koymuş oluyordu.

Galileo Aristo’nun mantık yoluyla ulaştığı “Ağır cisimler önce düşer” fikrine karşıydı. Süreyi ölçebilmek zordu; topların düşüşünü görebilmesi için düşüşün yavaşlatılması gerekiyordu. Bunun için topları belli bir yükseklikten bırakmak yerine eğik düzlemden kaydırarak deneylerini gerçekleştirdi. Bu deneyler ile topların düşüş hızını sadece eğik düzlemin yüksekliği etkilemekte olduğunu gözlemledi. Galileo eğik düzlem deneyi ile başka bir şeyi daha fark etmişti. Toplar tüm düzlemi aynı hızla almıyor, hareket devam ettikçe hızlanıyorlardı.

Galileo, topların nasıl hızlandığını, ne kadar hızlandığını merak etmişti. Hazırladığı eğik düzleme küçük ziller yerleştirdi. Bu sayede top eğik düzlemden aşağıya düşerken zillere çarparak ses çıkaracaktı. Galileo’nun yapması gereken zil seslerini dinlemek ve sesleri eşit zaman aralıklarıyla (ritmik olarak) duyabileceği şekilde zilleri yerleştirmekti. İlk önce zilleri birbirine eşit mesafeli olarak yerleştirildi. Eğer aşağıya düşen toplar sabit hızla yol alıyorlarsa, Galileo ritmik bir ses duyacaktı. Galileo topun aşağıya doğru yuvarlandığında zillerden gelen sesin eşit zaman aralıklı olmadığını ve ritmin arttığını duydu.

Şekil: Galileo’nun el yazısı ile eğik düzlem deneyinde aldığı veriler

Zillerin çıkardığı sesleri eşit aralıklarla ritmik olarak duyabileceği şekilde zillerin aralarındaki mesafeleri ayarladı. Zil sesleri eşit zaman aralıkları ile duyulmasına rağmen topun her aralık için aldığı yol git gide artıyordu. Galileo bu deneylerden elde ettiği verileri incelediğinde şu sonuçları çıkarttı:  top bırakıldıktan sonra ilk zil çalana kadar topun aldığı yol, ilk zil ve ikinci zil arasında aldığı yolun üçte biriydi; ikinci ve üçüncü yol aralığında aldığı yolun beşte biriydi (x, 3x, 5x, gibi). Derslerimizde açıkladığımız ivme kavramını bizim bugün ifade ettiğimiz gibi hız ve zaman birimleri yerine Galileo yol ve zaman birimleri ile ifade ederek ortaya koymuştu. Galileo’nun daha önceden aldığı müzik eğitimi sürenin ölçülmesi ile ilgili yaşadığı problemleri çözmesinde yardımcı olmuştu.

Öğretmenler için öneriler

“Düşen cisimler” hikâyesi deney, gözlemler ve matematiğin kullanılması ile ivme kavramını ortaya koyarken, ayrıca Galileo’nun izlediği bilimsel metodu anlatmaktadır. Bu hikâye, öğrencilerin bilimsel bir sonucun ortaya çıkarılmasında farklı bilimsel metotların nasıl bir rol oynadığını anlamasına yardımcı olabilir. Galileo’nun aynı zamanda deneyinde zilleri kullanması öğretim programında yer alan Problem Çözme Becerileri “Gerektiğinde amacını gerçekleştirecek araçlar tasarlar” ve “Kurduğu hipotezi sınamaya yönelik düzenekler kurar” kazanımlarını destekleyecek niteliktedir. Öğrencilere bilim insanlarının da deneyleri için uygun araçlar geliştirerek deney yaptıkları anlatılabilir.

“İlk Deney” hikâyesi, bilimsel bir metot olarak, kendinden önceki bilim insanlarından farklı olarak Galileo’nun kontrollü deneyleri kullanmasını anlatmaktadır. Bu hikaye ile Galileo’nun eğik düzlem deneyi üzerinden kontrollü deneyin özellikleri öğrencilere anlatılabilir.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir