💡 9. Sınıf Fizik: Vektörlerin Toplanması Çözümlü Örnekler
1
Çözümlü Örnek
Kolay Seviye
💡 İki kuvvet vektörü aynı doğrultuda ve aynı yöndedir. Birinci kuvvetin büyüklüğü \( \vec{F_1} = 7 \, \text{N} \) doğu yönünde, ikinci kuvvetin büyüklüğü ise \( \vec{F_2} = 4 \, \text{N} \) doğu yönündedir. Bu iki kuvvetin bileşkesi (toplamı) nedir?
Çözüm ve Açıklama
✅ Adım 1: Yönleri Kontrol Etme
Vektörlerin her ikisi de doğu yönünde olduğu için, aynı yöndedirler.
✅ Adım 2: Büyüklükleri Toplama
Aynı yöndeki vektörlerin bileşkesinin büyüklüğü, vektörlerin büyüklüklerinin toplamına eşittir.
Bileşke kuvvet \( \vec{R} \) olsun.
\[ |\vec{R}| = |\vec{F_1}| + |\vec{F_2}| \]
\[ |\vec{R}| = 7 \, \text{N} + 4 \, \text{N} \]
\[ |\vec{R}| = 11 \, \text{N} \]
✅ Adım 3: Yönü Belirleme
Bileşke vektörün yönü, toplanan vektörlerin ortak yönü ile aynıdır.
Bu durumda bileşke kuvvetin yönü doğu olacaktır.
👉 Sonuç: Bileşke kuvvet \( 11 \, \text{N} \) doğu yönündedir.
2
Çözümlü Örnek
Kolay Seviye
📌 İki yer değiştirme vektörü zıt yönlerdedir. Birinci yer değiştirme \( \vec{A} = 15 \, \text{m} \) kuzey yönünde, ikinci yer değiştirme ise \( \vec{B} = 6 \, \text{m} \) güney yönündedir. Bu iki yer değiştirmenin bileşkesi (toplamı) nedir?
Çözüm ve Açıklama
✅ Adım 1: Yönleri Kontrol Etme
Vektörler kuzey ve güney yönünde olduğu için, zıt yöndedirler.
✅ Adım 2: Büyüklükleri Çıkarma
Zıt yöndeki vektörlerin bileşkesinin büyüklüğü, büyük olan vektörün büyüklüğünden küçük olan vektörün büyüklüğünün çıkarılmasıyla bulunur.
Bileşke yer değiştirme \( \vec{R} \) olsun.
\[ |\vec{R}| = |\vec{A}| - |\vec{B}| \]
\[ |\vec{R}| = 15 \, \text{m} - 6 \, \text{m} \]
\[ |\vec{R}| = 9 \, \text{m} \]
✅ Adım 3: Yönü Belirleme
Bileşke vektörün yönü, büyüklüğü daha fazla olan vektörün yönü ile aynıdır.
\( \vec{A} \) vektörü \( \vec{B} \) vektöründen daha büyük olduğu için, bileşke vektörün yönü kuzey olacaktır.
👉 Sonuç: Bileşke yer değiştirme \( 9 \, \text{m} \) kuzey yönündedir.
3
Çözümlü Örnek
Orta Seviye
🚗 Bir araba önce \( 60 \, \text{km} \) doğuya, ardından \( 80 \, \text{km} \) kuzeye doğru hareket ediyor. Arabanın başlangıç noktasına göre toplam yer değiştirmesinin büyüklüğü nedir?
Çözüm ve Açıklama
✅ Adım 1: Vektörleri Tanımlama
Birinci yer değiştirme vektörü \( \vec{d_1} = 60 \, \text{km} \) (doğu).
İkinci yer değiştirme vektörü \( \vec{d_2} = 80 \, \text{km} \) (kuzey).
Doğu ve kuzey yönleri birbirine diktir (90 derece açı yapar).
✅ Adım 2: Bileşke Vektörü Bulma (Pisagor Teoremi)
İki dik vektörün bileşkesinin büyüklüğü Pisagor teoremi kullanılarak bulunur.
👉 Sonuç: Arabanın toplam yer değiştirmesinin büyüklüğü \( 100 \, \text{km} \)'dir (kuzeydoğu yönünde).
4
Çözümlü Örnek
Orta Seviye
🚶 Bir kişi önce \( 5 \, \text{m} \) doğuya, sonra \( 12 \, \text{m} \) kuzeye, ardından \( 5 \, \text{m} \) batıya doğru yürüyor. Bu kişinin başlangıç noktasına göre toplam yer değiştirmesinin büyüklüğü ve yönü nedir?
Çözüm ve Açıklama
✅ Adım 1: Vektörleri Tanımlama
Birinci yer değiştirme: \( \vec{d_1} = 5 \, \text{m} \) (doğu).
İkinci yer değiştirme: \( \vec{d_2} = 12 \, \text{m} \) (kuzey).
Üçüncü yer değiştirme: \( \vec{d_3} = 5 \, \text{m} \) (batı).
✅ Adım 2: Aynı Doğrultudaki Vektörleri Toplama
Doğu ve batı yönleri zıt doğrultulardır. Doğu yönündeki \( \vec{d_1} \) ve batı yönündeki \( \vec{d_3} \) vektörlerini toplayalım.
Büyüklükleri eşit ve yönleri zıt olduğu için birbirlerini götürürler.
Yatay doğrultudaki bileşke sıfır olduğu için, geriye sadece kuzey yönündeki \( \vec{d_2} \) vektörü kalır.
Bileşke yer değiştirme \( \vec{R} \) olacaktır.
\[ |\vec{R}| = |\vec{d_2}| \]
\[ |\vec{R}| = 12 \, \text{m} \]
✅ Adım 4: Yönü Belirleme
Kalan vektörün yönü kuzey olduğu için, bileşke vektörün yönü de kuzeydir.
👉 Sonuç: Kişinin toplam yer değiştirmesi \( 12 \, \text{m} \) kuzey yönündedir.
5
Çözümlü Örnek
Orta Seviye
🖼️ İki vektör, \( \vec{A} \) ve \( \vec{B} \), başlangıç noktaları çakışacak şekilde yerleştirilmiştir. Bu vektörler arasında dik açı (90 derece) bulunmaktadır. Eğer \( |\vec{A}| = 8 \, \text{birim} \) ve \( |\vec{B}| = 6 \, \text{birim} \) ise, paralelkenar yöntemiyle elde edilen bileşke vektörün büyüklüğü nedir?
Çözüm ve Açıklama
✅ Adım 1: Paralelkenar Yöntemini Anlama
Paralelkenar yönteminde, iki vektör başlangıç noktaları çakışacak şekilde çizilir.
Her bir vektörün ucundan diğer vektöre paralel bir doğru çizilir ve bir paralelkenar oluşturulur.
Başlangıç noktasından çizilen ve paralelkenarın köşegenini oluşturan vektör, bileşke vektördür.
✅ Adım 2: Dik Açı Durumunu Uygulama
Vektörler arasındaki açı 90 derece olduğunda, paralelkenar aslında bir dikdörtgen olur.
Bileşke vektör, bu dikdörtgenin köşegeni olur. Dikdörtgenin kenarları ise vektörlerin büyüklüklerine eşittir.
Bu durumda bileşkenin büyüklüğünü bulmak için Pisagor Teoremi kullanılır.
⛵ Bir nehirde hareket eden bir tekne, durgun suda \( 4 \, \text{m/s} \) hızla kuzeye doğru ilerlemektedir. Ancak nehir akıntısı \( 3 \, \text{m/s} \) hızla doğuya doğru akmaktadır. Teknenin yere göre (gerçek) hızının büyüklüğü ve yönü nedir?
Bileşke hız vektörü, kuzey ve doğu yönleri arasında, yani kuzeydoğu yönünde olacaktır.
👉 Sonuç: Teknenin yere göre hızı \( 5 \, \text{m/s} \) kuzeydoğu yönündedir.
7
Çözümlü Örnek
Günlük Hayattan Örnek
🛒 Bir alışveriş arabası iki kişi tarafından itiliyor. Birinci kişi arabayı \( 30 \, \text{N} \)'luk kuvvetle ileri (doğu) yönde iterken, ikinci kişi de aynı arabayı \( 20 \, \text{N} \)'luk kuvvetle aynı yönde (doğu) itmektedir. Alışveriş arabasına etki eden bileşke kuvvetin büyüklüğü ve yönü nedir?
Çözüm ve Açıklama
✅ Adım 1: Uygulanan Kuvvetleri Belirleme
Birinci kişinin uyguladığı kuvvet: \( \vec{F_1} = 30 \, \text{N} \) (doğu).
İkinci kişinin uyguladığı kuvvet: \( \vec{F_2} = 20 \, \text{N} \) (doğu).
✅ Adım 2: Kuvvetlerin Yönlerini Kontrol Etme
Her iki kuvvet de doğu yönünde olduğu için aynı doğrultuda ve aynı yöndedirler.
✅ Adım 3: Bileşke Kuvveti Hesaplama
Aynı yöndeki kuvvetlerin bileşkesi, büyüklüklerinin toplamına eşittir.
Bileşke kuvvet \( \vec{R} \) olsun.
\[ |\vec{R}| = |\vec{F_1}| + |\vec{F_2}| \]
\[ |\vec{R}| = 30 \, \text{N} + 20 \, \text{N} \]
\[ |\vec{R}| = 50 \, \text{N} \]
✅ Adım 4: Yönü Belirleme
Bileşke kuvvetin yönü, uygulanan kuvvetlerin ortak yönü olan doğu olacaktır.
👉 Sonuç: Alışveriş arabasına etki eden bileşke kuvvet \( 50 \, \text{N} \) doğu yönündedir.
8
Çözümlü Örnek
Zor Seviye
🧭 Bir cisim üzerine dört farklı kuvvet etki etmektedir: \( \vec{F_1} = 10 \, \text{N} \) (sağ), \( \vec{F_2} = 4 \, \text{N} \) (sol), \( \vec{F_3} = 8 \, \text{N} \) (yukarı) ve \( \vec{F_4} = 3 \, \text{N} \) (aşağı). Bu dört kuvvetin bileşkesinin büyüklüğü nedir?
Çözüm ve Açıklama
✅ Adım 1: Yatay Doğrultudaki Kuvvetleri Toplama
Sağ ve sol yönler zıt doğrultulardır.
Sağa doğru olan kuvvet: \( 10 \, \text{N} \).
Sola doğru olan kuvvet: \( 4 \, \text{N} \).
Yatay doğrultudaki bileşke kuvvet \( \vec{R_x} \) olsun.
9. Sınıf Fizik: Vektörlerin Toplanması Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
💡 İki kuvvet vektörü aynı doğrultuda ve aynı yöndedir. Birinci kuvvetin büyüklüğü \( \vec{F_1} = 7 \, \text{N} \) doğu yönünde, ikinci kuvvetin büyüklüğü ise \( \vec{F_2} = 4 \, \text{N} \) doğu yönündedir. Bu iki kuvvetin bileşkesi (toplamı) nedir?
Çözüm:
✅ Adım 1: Yönleri Kontrol Etme
Vektörlerin her ikisi de doğu yönünde olduğu için, aynı yöndedirler.
✅ Adım 2: Büyüklükleri Toplama
Aynı yöndeki vektörlerin bileşkesinin büyüklüğü, vektörlerin büyüklüklerinin toplamına eşittir.
Bileşke kuvvet \( \vec{R} \) olsun.
\[ |\vec{R}| = |\vec{F_1}| + |\vec{F_2}| \]
\[ |\vec{R}| = 7 \, \text{N} + 4 \, \text{N} \]
\[ |\vec{R}| = 11 \, \text{N} \]
✅ Adım 3: Yönü Belirleme
Bileşke vektörün yönü, toplanan vektörlerin ortak yönü ile aynıdır.
Bu durumda bileşke kuvvetin yönü doğu olacaktır.
👉 Sonuç: Bileşke kuvvet \( 11 \, \text{N} \) doğu yönündedir.
Örnek 2:
📌 İki yer değiştirme vektörü zıt yönlerdedir. Birinci yer değiştirme \( \vec{A} = 15 \, \text{m} \) kuzey yönünde, ikinci yer değiştirme ise \( \vec{B} = 6 \, \text{m} \) güney yönündedir. Bu iki yer değiştirmenin bileşkesi (toplamı) nedir?
Çözüm:
✅ Adım 1: Yönleri Kontrol Etme
Vektörler kuzey ve güney yönünde olduğu için, zıt yöndedirler.
✅ Adım 2: Büyüklükleri Çıkarma
Zıt yöndeki vektörlerin bileşkesinin büyüklüğü, büyük olan vektörün büyüklüğünden küçük olan vektörün büyüklüğünün çıkarılmasıyla bulunur.
Bileşke yer değiştirme \( \vec{R} \) olsun.
\[ |\vec{R}| = |\vec{A}| - |\vec{B}| \]
\[ |\vec{R}| = 15 \, \text{m} - 6 \, \text{m} \]
\[ |\vec{R}| = 9 \, \text{m} \]
✅ Adım 3: Yönü Belirleme
Bileşke vektörün yönü, büyüklüğü daha fazla olan vektörün yönü ile aynıdır.
\( \vec{A} \) vektörü \( \vec{B} \) vektöründen daha büyük olduğu için, bileşke vektörün yönü kuzey olacaktır.
👉 Sonuç: Bileşke yer değiştirme \( 9 \, \text{m} \) kuzey yönündedir.
Örnek 3:
🚗 Bir araba önce \( 60 \, \text{km} \) doğuya, ardından \( 80 \, \text{km} \) kuzeye doğru hareket ediyor. Arabanın başlangıç noktasına göre toplam yer değiştirmesinin büyüklüğü nedir?
Çözüm:
✅ Adım 1: Vektörleri Tanımlama
Birinci yer değiştirme vektörü \( \vec{d_1} = 60 \, \text{km} \) (doğu).
İkinci yer değiştirme vektörü \( \vec{d_2} = 80 \, \text{km} \) (kuzey).
Doğu ve kuzey yönleri birbirine diktir (90 derece açı yapar).
✅ Adım 2: Bileşke Vektörü Bulma (Pisagor Teoremi)
İki dik vektörün bileşkesinin büyüklüğü Pisagor teoremi kullanılarak bulunur.
👉 Sonuç: Arabanın toplam yer değiştirmesinin büyüklüğü \( 100 \, \text{km} \)'dir (kuzeydoğu yönünde).
Örnek 4:
🚶 Bir kişi önce \( 5 \, \text{m} \) doğuya, sonra \( 12 \, \text{m} \) kuzeye, ardından \( 5 \, \text{m} \) batıya doğru yürüyor. Bu kişinin başlangıç noktasına göre toplam yer değiştirmesinin büyüklüğü ve yönü nedir?
Çözüm:
✅ Adım 1: Vektörleri Tanımlama
Birinci yer değiştirme: \( \vec{d_1} = 5 \, \text{m} \) (doğu).
İkinci yer değiştirme: \( \vec{d_2} = 12 \, \text{m} \) (kuzey).
Üçüncü yer değiştirme: \( \vec{d_3} = 5 \, \text{m} \) (batı).
✅ Adım 2: Aynı Doğrultudaki Vektörleri Toplama
Doğu ve batı yönleri zıt doğrultulardır. Doğu yönündeki \( \vec{d_1} \) ve batı yönündeki \( \vec{d_3} \) vektörlerini toplayalım.
Büyüklükleri eşit ve yönleri zıt olduğu için birbirlerini götürürler.
Yatay doğrultudaki bileşke sıfır olduğu için, geriye sadece kuzey yönündeki \( \vec{d_2} \) vektörü kalır.
Bileşke yer değiştirme \( \vec{R} \) olacaktır.
\[ |\vec{R}| = |\vec{d_2}| \]
\[ |\vec{R}| = 12 \, \text{m} \]
✅ Adım 4: Yönü Belirleme
Kalan vektörün yönü kuzey olduğu için, bileşke vektörün yönü de kuzeydir.
👉 Sonuç: Kişinin toplam yer değiştirmesi \( 12 \, \text{m} \) kuzey yönündedir.
Örnek 5:
🖼️ İki vektör, \( \vec{A} \) ve \( \vec{B} \), başlangıç noktaları çakışacak şekilde yerleştirilmiştir. Bu vektörler arasında dik açı (90 derece) bulunmaktadır. Eğer \( |\vec{A}| = 8 \, \text{birim} \) ve \( |\vec{B}| = 6 \, \text{birim} \) ise, paralelkenar yöntemiyle elde edilen bileşke vektörün büyüklüğü nedir?
Çözüm:
✅ Adım 1: Paralelkenar Yöntemini Anlama
Paralelkenar yönteminde, iki vektör başlangıç noktaları çakışacak şekilde çizilir.
Her bir vektörün ucundan diğer vektöre paralel bir doğru çizilir ve bir paralelkenar oluşturulur.
Başlangıç noktasından çizilen ve paralelkenarın köşegenini oluşturan vektör, bileşke vektördür.
✅ Adım 2: Dik Açı Durumunu Uygulama
Vektörler arasındaki açı 90 derece olduğunda, paralelkenar aslında bir dikdörtgen olur.
Bileşke vektör, bu dikdörtgenin köşegeni olur. Dikdörtgenin kenarları ise vektörlerin büyüklüklerine eşittir.
Bu durumda bileşkenin büyüklüğünü bulmak için Pisagor Teoremi kullanılır.
⛵ Bir nehirde hareket eden bir tekne, durgun suda \( 4 \, \text{m/s} \) hızla kuzeye doğru ilerlemektedir. Ancak nehir akıntısı \( 3 \, \text{m/s} \) hızla doğuya doğru akmaktadır. Teknenin yere göre (gerçek) hızının büyüklüğü ve yönü nedir?
Bileşke hız vektörü, kuzey ve doğu yönleri arasında, yani kuzeydoğu yönünde olacaktır.
👉 Sonuç: Teknenin yere göre hızı \( 5 \, \text{m/s} \) kuzeydoğu yönündedir.
Örnek 7:
🛒 Bir alışveriş arabası iki kişi tarafından itiliyor. Birinci kişi arabayı \( 30 \, \text{N} \)'luk kuvvetle ileri (doğu) yönde iterken, ikinci kişi de aynı arabayı \( 20 \, \text{N} \)'luk kuvvetle aynı yönde (doğu) itmektedir. Alışveriş arabasına etki eden bileşke kuvvetin büyüklüğü ve yönü nedir?
Çözüm:
✅ Adım 1: Uygulanan Kuvvetleri Belirleme
Birinci kişinin uyguladığı kuvvet: \( \vec{F_1} = 30 \, \text{N} \) (doğu).
İkinci kişinin uyguladığı kuvvet: \( \vec{F_2} = 20 \, \text{N} \) (doğu).
✅ Adım 2: Kuvvetlerin Yönlerini Kontrol Etme
Her iki kuvvet de doğu yönünde olduğu için aynı doğrultuda ve aynı yöndedirler.
✅ Adım 3: Bileşke Kuvveti Hesaplama
Aynı yöndeki kuvvetlerin bileşkesi, büyüklüklerinin toplamına eşittir.
Bileşke kuvvet \( \vec{R} \) olsun.
\[ |\vec{R}| = |\vec{F_1}| + |\vec{F_2}| \]
\[ |\vec{R}| = 30 \, \text{N} + 20 \, \text{N} \]
\[ |\vec{R}| = 50 \, \text{N} \]
✅ Adım 4: Yönü Belirleme
Bileşke kuvvetin yönü, uygulanan kuvvetlerin ortak yönü olan doğu olacaktır.
👉 Sonuç: Alışveriş arabasına etki eden bileşke kuvvet \( 50 \, \text{N} \) doğu yönündedir.
Örnek 8:
🧭 Bir cisim üzerine dört farklı kuvvet etki etmektedir: \( \vec{F_1} = 10 \, \text{N} \) (sağ), \( \vec{F_2} = 4 \, \text{N} \) (sol), \( \vec{F_3} = 8 \, \text{N} \) (yukarı) ve \( \vec{F_4} = 3 \, \text{N} \) (aşağı). Bu dört kuvvetin bileşkesinin büyüklüğü nedir?
Çözüm:
✅ Adım 1: Yatay Doğrultudaki Kuvvetleri Toplama
Sağ ve sol yönler zıt doğrultulardır.
Sağa doğru olan kuvvet: \( 10 \, \text{N} \).
Sola doğru olan kuvvet: \( 4 \, \text{N} \).
Yatay doğrultudaki bileşke kuvvet \( \vec{R_x} \) olsun.