Bu konuda ne öğreneceksin
Otobüste otururken yanından geçen başka bir otobüs, aynı hızla gidiyorsa duruyormuş gibi görünür. Karşıdan gelen araç ise çok hızlı geçiyormuş gibi görünür. Aynı hareket, bakan kişinin hareketine göre farklı görünür. Fizikte bir hareketi tanımlamak için bir referans sistemi seçersin ve hız referansa göre belirlenir. Bu konuda bağıl hız kavramını, aynı ve zıt yönlü hareketlerde bağıl hızı, nehir problemlerini ve yağmur-yaya benzeri iki boyutlu problemleri öğreneceksin. Bu konu, önceki vektör bilgisini hareket problemlerine uygular.
Hedefler
- Referans sistemi kavramını ve hareketin göreceli olduğunu bilmek.
- Bağıl hızı ile hesaplamak.
- Aynı ve zıt yönlü hareketlerde bağıl hızı bulmak.
- Nehir problemlerinde kayma ve yer hızını hesaplamak.
- Karşıya en kısa sürede ve en kısa yoldan geçişi ayırt etmek.
- Yağmur-yaya türü iki boyutlu bağıl hız problemlerini vektörle çözmek.
1. Referans sistemi ve bağıl hız
Bir cismin konumu ve hızı, seçilen referans sistemine göre belirtilir. Yere göre durağan bir sistemde "durağan" olan bir cisim, hareketli bir araçtan bakınca hareketli görünür.
Bağıl hız: cisminin gözlemcisine göre hızı
Hızlar yere (ya da ortak bir referansa) göre verilir ve vektör olarak çıkarılır.
| Durum | Bağıl hız büyüklüğü |
|---|---|
| Aynı yönde, | |
| Zıt yönlerde | |
| Birbirine dik |
Örnek: Birbirine doğru ve hızlarıyla giden iki araç için bağıl hız olur. Araçlar birbirine hızla yaklaşır.
Örnek: Aynı yönde ve ile giden iki aracın bağıl hızı 'dir. Hızlı araç, yavaşı hızla yakalar.
2. Karşılaşma ve yakalama
- Zıt yönde: Aralarındaki mesafe ise karşılaşma süresi .
- Aynı yönde: Arkadaki hızlıysa yakalama süresi .
Örnek: uzaklıktaki iki araç ve ile birbirine doğru gidiyor. Karşılaşma süresi olur.
3. Nehir problemleri
Nehirde akan suyun hızı (akıntı), teknenin durgun suya göre hızı olsun. Teknenin yere göre hızı bunların vektörel toplamıdır:
Durum 1: Tekne kıyıya dik yönelirse. karşı kıyıya dik, kıyıya paraleldir.
- Karşıya geçme süresi ( nehir genişliği). Bu, en kısa süredir.
- Akıntı yönünde kayma .
- Yer hızı .
Örnek: Akıntı hızı , tekne hızı , nehir genişliği olsun. Tekne dik yönelirse ve kayma olur.
Durum 2: Tekne tam karşıya (en kısa yoldan) geçecekse. Tekne akıntıya karşı bir açıyla yönelir ki akıntının etkisi dengelensin. Kıyıya dik net hız olur ( olmalıdır).
Örnek: Aynı tekne () ve akıntı (), genişlik olsun. Net hız ve süre .
Özet:
| Amaç | Yönelim | Süre |
|---|---|---|
| En kısa süre | Kıyıya dik | |
| En kısa yol (kayma sıfır) | Akıntıya karşı açılı |
Akıntı yönünde ve aksi yönde: Akıntıyla aynı yönde giden teknenin yer hızı , akıntıya karşı 'dır.
4. İki boyutlu bağıl hız: yağmur ve yaya
Düşey yağmur ( aşağı) ve yatay koşan yaya () için yağmurun yayaya göre hızı
Bileşenler dik olduğundan büyüklük olur. Yaya yağmuru, düşeyden açıyla öne eğik gelirken görür. Şemsiyeyi bu doğrultuda tutmak gerekir.
Örnek: Rüzgârsız havada düşey yağan yağmur, hareketli bir araçta oturan yolcuya eğik görünür. Araç hızlandıkça eğim artar.
5. Sık yapılan hatalar
- Hızları yön dikkate almadan toplamak ya da çıkarmak.
- Yere göre hız ile suya göre hızı karıştırmak.
- Tam karşıya geçişi en kısa süre sanmak. En kısa süre kıyıya dik yönelmektir, bu durumda tekne kayar.
- Akıntıya karşı yönelmede şartını unutmak.
6. Konuyu toparla
| Başlık | Kısa not |
|---|---|
| Bağıl hız | |
| Zıt yön | Hızlar toplanır |
| Aynı yön | Hızlar çıkarılır |
| Nehir | |
| En kısa süre | Kıyıya dik yönel, |
| Kayma | |
| Tam karşıya |
Mini test
Soru 1
Doğrusal bir yolda birbirine doğru giden iki araçtan birinin hızı 20 m/s, diğerinin hızı 15 m/s'dir. Araçların birbirine göre bağıl hızı kaç m/s'dir?
- A5
- B15
- C20
- D35
- E300
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: D
- Araçlar zıt yönde hareket ettiğinden bağıl hız büyüklüğü hızların toplamıdır.
- . Doğru cevap D.
Diğer şıklar: 5 araçlar aynı yönlü sanılıp hızlar çıkarılmış / 15 yalnızca yavaş aracın hızı alınmış / 20 yalnızca hızlı aracın hızı alınmış / 300 hızlar çarpılmış.
Soru 2
Akıntı hızı 3 m/s olan 100 m genişliğindeki bir nehirde, durgun suya göre hızı 5 m/s olan bir tekne kıyıya dik yönelerek karşıya geçiyor. Teknenin akıntı yönünde kayma miktarı kaç m'dir?
- A20
- B60
- C80
- D100
- E300
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: B
- Tekne dik yöneldiğinde geçiş süresi .
- Bu sürede akıntı tekneyi sürükler. Doğru cevap B.
Diğer şıklar: 20 geçiş süresi, saniye değeri olarak yazılmış / 80 ile süre çarpılmış, / 100 nehir genişliği yazılmış / 300 akıntı hızı ile genişlik çarpılmış.
Soru 3
Rüzgârsız bir havada düşey doğrultuda 4 m/s hızla yağan yağmur altında, bir yaya yatay yolda 3 m/s hızla yürüyor. Yağmurun yayaya göre hızı kaç m/s'dir?
- A1
- B3
- C4
- D5
- E7
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: D
- Yağmurun yayaya göre hızı ile bulunur. Hızlar birbirine diktir.
- . Doğru cevap D.
Diğer şıklar: 1 hızlar aynı doğrultuda sanılıp çıkarılmış / 3 yalnızca yayanın hızı alınmış / 4 yalnızca yağmurun hızı alınmış / 7 hızlar düz toplanmış.
Soru 4
Akıntı hızı 3 m/s olan 80 m genişliğindeki bir nehirde, durgun suya göre hızı 5 m/s olan bir tekne tam karşıya (kayma olmadan) geçecek biçimde yöneliyor. Geçiş süresi kaç s'dir?
- A10
- B16
- C20
- D
- E40
Cevabı ve çözümü göster
Doğru cevap: C
- Tam karşıya geçmek için akıntıya karşı bir açıyla yönelinir. Kıyıya dik net hız .
- Süre . Doğru cevap C.
Diğer şıklar: 10 hızlar toplanmış, / 16 tekne hızı dik net hız sanılmış, / akıntı hızıyla bölünmüş / 40 hızlar çıkarılmış, .
Kendini dene
Kendini dene
Aynı yönde 25 m/s ve 20 m/s hızla giden araçların bağıl hızı nedir?
5 m/s.
Akıntı ile aynı yönde giden teknenin yer hızı nasıl bulunur?
olarak.
Nehri en kısa sürede geçmek için tekne nasıl yönelmelidir?
Kıyıya dik.
ve m/s ise tam karşıya geçişte net hız kaçtır?
4 m/s.
Hareketin göreceli olması ne demektir?
Hız, seçilen referans sistemine göre değişir.
Yanlış yaptığın soruları yanlış soru defterine ekleyebilirsin. Birkaç gün sonra tekrar karşına çıkar.