Bir Boyutta Sabit İvmeli Hareket 11. sınıf


Kategoriler: 11. Sınıf Fizik, Fizik, Kuvvet ve Hareket



Şekildeki sürtünmesiz eğik düzlemin K noktasından serbest bırakılan bir cisim, ağırlığının etkisi ile eğik düzlemin K-L arasında hızlanır. Cisme, yatay L-M arasında bir kuvvet etki etmediğinden sabit hızla hareketini sürdürürken M noktasını geçtikten sonra yavaşlar.

 

Cismin K-L arasında hızlanmasını yani ivmeli hareket yapmasını sağlayan kuvvet, cismin ağırlığının eğik düzleme paralel bileşenidir. Cisme K-L arasında etki eden bu kuvvet sabit olduğundan, cisim K-L arasında sabit ivmeli hareket yapar. İvme, birim zamandaki hız değişimi olarak tanımlanır. Bu nedenle ivmeli hareket yapan hareketlinin hızı, birim zamanda ivmenin büyüklüğü kadar artar ya da azalır.



Örneğin 10 m/s2 büyüklüğündeki ivme ile hızlanan bir cismin hızı, her saniyede 10 m/s artar. Bir hareketlinin hızı düzgün olarak artıyor ya da azalıyorsa bu harekete sabit ivmeli hareket denir. Sabit ivmeli hareket, birim zamandaki hız değişiminin sabit kaldığı harekettir.





 



Örnek: Doğrusal bir yolda hareket eden K, L, M araçlarının hız-zaman grafikleri şekildeki gibidir. Buna göre, hangi araçlar sabit ivmeli hareket yapmaktadır?
A) Yalnız K B) Yalnız L C) Yalnız M4
D) K ve L E) L ve M
Çözüm: Sabit ivmeli hareket yapan araçların hızı düzgün değişir. Yani hızları düzgün artar ya da azalır. K aracının hızı düzgün artarken L ninki düzgün azalmaktadır. Bu nedenle K ve L sabit ivmeli hareket yapmaktadır. M aracının hızı sabit olduğundan ivmesi sıfırdır. Cevap D

ÖRNEK SORU: Doğrusal bir yolda hareket eden bir aracın hız-zaman grafiği şekildeki gibidir. Buna göre araç hangi zaman aralıklarında hızlanmıştır?
Çözüm: Gratikteki v1 ve v2 hızları şekildeki gibi değerlendirilirse aracın l. zaman aralığında hızını 30 m/s den 10 m/s ye düşürdüğü, yani yavaşladığı görülür. ll. zaman aralığında araç 10 m/s büyüklüğündeki sabit hızla hareket etmiştir. lll. zaman aralığında ise araç hızını 10 m/s den 20 m/s ye çıkarmış, yani hızlanmıştır. Buna göre, cisim yalnız lll. zaman aralığında hızlanmıştır. Cevap C

Bir boyutta yapılan hareketler, bir doğru boyunca gerçekleştirilen hareketlerdir. Bu nedenle yönlerden birisi pozitif alındığında diğeri negatif olarak alınır.

ÖRNEK SORU: Sürtünmesiz yatay düzlemde K ve L cisimleri bir iple birbirine bağlanarak durgun halden F kuvveti ile çekiliyor. Bir süre sonra K ile L arasındaki ip kopuyor. Buna göre, kuvvet uygulamaya başlandığı andan itibaren cisimlerin hız - zaman grafiği aşağıdakilerden hangisidir?
Çözüm: Sürtünmesiz yatay yolda bir kuvvetin etkisinde kalan cisim sabit ivmeli hareket yapar. Buna göre K ve L cisimleri F kuvvetinin etkisinde hızlanır ve sabit ivmeli hareket yapar. Cisimlerin hız - zaman grafiği şekildeki gibi olur. K ile L arasındaki ip kesildiğinde F kuvvetinin uygulandığı kütle azaldığından, ivme yani K nin ivmesi artar. Bu durumda hız - zaman grafiğinde, grafiğin eğimi önceki duruma göre artar. İp koptuktan sonra L cismine etki eden net kuvvet sıfır olacağından cisim sabit hızla hareketini sürdürür. Cevap C

ÖRNEK SORU: Doğrusal bir yolda durgun halden harekete başlayan bir aracın konum - zaman grafiği şekildeki gibidir. Buna göre, aracın ivme - zaman grafiği aşağıdakilerden hangisidir?
Çözüm: Konum-zaman grafiğinde eğim alınarak aracın hız-zaman grafiği çizilebilir.
0 -t zaman aralığında grafiğin eğimi arttığından aracın hızı artar.
t- 2t aralığında grafiğin eğimi pozitif olarak sabit olduğundan aracın hızı pozitif yönde sabittir.
2t - 3t aralığında grafiğin eğimi pozitif olarak azaldığı için aracın hızı pozitif olarak azalmaktadır.
Bu durumda aracın hız - zaman grafiği şekildeki gibi çizilebilir.
Hız - zaman grafiğinin eğimi alınarak aracın ivme- zaman grafiği çizilebilir.
0 - t aralığında graüğin eğimi pozitif sabit olduğundan aracın ivmesi pozitif sabit olur.
t- 2t aralığında eğim sıfır olduğundan ivme sıfırdır.
2t - 3t aralığında eğim negatif sabit olduğundan aracın ivmesi negatif sabittir. Bu durumda aracın ivme-zaman grafiği şekildeki gibi çizilebilir.

Temel Yeterlilik Sınavı (TYT)
22 Haziran 2019 Cumartesi