TYT Fizik Temel ve Türetilmiş Büyüklükler

Temel ve türetilmiş büyüklükler konusu TYT Fizikte “net getiren konuların” başında gelmektedir. Nitekim TYT Fizikte neredeyse her yıl teme ve türetilmiş büyüklüklerle ilgili en az 1 soru gelmektedir. Çok Net'in bu rehberinde temel ve türetilmiş büyüklükler konusunu özetleyeceğiz.

Temel Büyüklükler Nelerdir?

Temel büyüklükler, başka herhangi bir fiziksel niceliğe ihtiyaç duymadan tek başına ölçülebilen en temel fiziksel niceliklerdir. Yani doğrudan ölçülebilen; başka büyüklüklere ihtiyaç duymadan ifade edilebilen ve SI sisteminde 7 tane tanımlı olan fiziksel niceliklere temel büyüklükler denir.

Öte yandan Uluslararası Birimler Sistemi (SI)’ne göre 7 adet temel büyüklük tanımlanmıştır: kütle, uzunluk, zaman, sıcaklık, elektrik akım şiddeti, ışık şiddeti ve madde miktarı. 

Her bir temel büyüklük kendi özel birimiyle ifade edilir ve doğrudan doğruya ölçülebilir. Örneğin uzunluk metreyle, zaman saniye ile doğrudan ölçülür. Temel büyüklüklerin tümü skaler (yönsüz) niceliklerdir (örneğin kütle veya sıcaklık ölçerken yön belirtmeye gerek yoktur).

Temel Büyüklükler Tablosu

Temel büyüklükler, doğrudan ölçülebildikleri ve ifade edilirken başka bir büyüklüğe ihtiyaç duyulmadığı için “temel” kabul edilir. Her birinin kendine özgü ölçüm aleti bulunur (örneğin kütle için terazi, uzunluk için metre, zaman için kronometre vb.). Yani temel büyüklükler, diğer bütün fiziksel niceliklerin temelini oluşturur.

Türetilmiş Büyüklükler Nelerdir?

Temel büyüklüklerin birbirleriyle matematiksel olarak çarpılması, bölünmesi veya oranlanmasıyla elde edilen fiziksel niceliklere türetilmiş büyüklükler denir. Türetilmiş büyüklükler doğrudan ölçülemezler; hesaplama veya dolaylı yöntemlerle bulunurlar. Sayıları sınırsızdır ve hem skaler hem de vektörel olabilirler.

Örneğin:

• Hız = Uzunluk / Zaman
• Kuvvet = Kütle × İvme
• Basınç = Kuvvet / Alan

Türetilmiş Büyüklükler Tablosu

Tablodaki tüm büyüklükler, birden fazla temel büyüklüğün birleşimiyle tanımlandığı için türetilmiştir. Örneğin:

• Kuvvet = kütle × ivme (kg × m/s²) olarak tanımlanır ve birimi Newton’dur.
• Özkütle = kütle / hacim (kg / m³) olarak tanımlanır; birimi kg/m³’tür.

Dikkat edilirse, temel büyüklüklerden kütle (kg), uzunluk (m) ve zaman (s) birimleri kullanılarak yukarıdaki birçok türetilmiş birim ifade edilebilmektedir. Türetilmiş birimler SI birim sisteminde bu şekilde temel birimlerin kombinasyonuyla gösterilir. 

Temel ve Türetilmiş Büyüklüklerle İlgili Örnek Sorular

Örnek Soru 1: Aşağıdakilerden hangisi temel bir büyüklük değildir?

A) Uzunluk
B) Zaman
C) Sıcaklık
D) Hız
E) Kütle

Çözüm: Temel büyüklükler SI sisteminde tanımlı yedi niceliktir (kütle, uzunluk, zaman, sıcaklık, akım, ışık şiddeti, madde miktarı). Hız, temel büyüklüklerden uzunluk ve zaman kullanılarak tanımlandığı için türetilmiş bir büyüklüktür. Dolayısıyla doğru cevap D şıkkıdır. Diğer şıklardaki uzunluk, zaman, sıcaklık ve kütle temel büyüklüklere örnektir.

Örnek Soru 2: Aşağıdaki ölçüm aletlerinden hangisi türetilmiş bir büyüklüğü ölçer?

A) Barometre
B) Cetvel
C) Kronometre
D) Ampermetre
E) Termometre

Çözüm: Barometre, basınç ölçmeye yarar. Basınç; birim yüzeye düşen kuvvet olarak tanımlanan türetilmiş bir büyüklüktür (N/m² ile ölçülür ve birimi Pascal’dır). Diğer seçenekler temel büyüklüklerin ölçüm aletleridir: Cetvel (uzunluk), Kronometre (zaman), Ampermetre (elektrik akım şiddeti) ve Termometre (sıcaklık) doğrudan temel büyüklükleri ölçer. Bu nedenle doğru cevap A) Barometre olacaktır.

Örnek Soru 3: Homojen bir maddenin kütle-hacim grafiği doğrusal bir şekilde aşağıdaki gibi verilmiştir. Buna göre grafiğin eğimi (Δkütle/Δhacim), aşağıdaki niceliklerden hangisine karşılık gelir?

A) Yoğunluk (Özkütle)
B) Kütle
C) Hacim
D) Basınç
E) Sıcaklık

Çözüm: Kütle–hacim grafiğinin eğimi, kütlenin hacme oranına eşittir. Bir maddenin kütlesinin hacmine oranı o maddenin yoğunluğunu (özkütlesini) verir. Yoğunluk = kütle/hacim olarak tanımlanan türetilmiş bir büyüklüktür ve grafiğin eğimi tam olarak bu değeri temsil eder. Dolayısıyla doğru cevap A şıkkı, yoğunluk olacaktır. (Diğer şıklardaki büyüklükler grafiğin eğimiyle doğrudan ilişkili değildir: kütle grafiğin y ekseninde, hacim x eksenindedir; basınç ve sıcaklık ise bu grafikte yer almayan farklı büyüklüklerdir.)

Temel ve Türetilmiş Büyüklükler Arasındaki Farklar