İvme Ve Hız Değişimi Arasındaki İlişki Test Çöz 10. Sınıf Fizik
Fizikte ivme ($a$), bir cismin hızının birim zamandaki değişim oranıdır. Hız, hem büyüklüğü (sürat) hem de yönü olan vektörel bir niceliktir. Bu nedenle, bir cismin ivmesi sıfırdan farklı olduğunda, hızı da mutlaka değişir. Hızdaki değişim ($\Delta v$), ivme ve zamanın çarpımına eşittir: $\Delta v = a \cdot \Delta t$. Bu denklem, ivmenin tanımından doğrudan çıkarılabilir. İvme pozitif ise hız artar, negatif ise azalır gibi basit bir kural her zaman geçerli değildir. Asıl kural şudur: eğer ivme ve hız vektörleri aynı yönlüyse, cisim hızlanır. Örneğin, hem hız hem de ivme pozitifse (veya her ikisi de negatifse), cisim hızlanır. Eğer ivme ve hız vektörleri zıt yönlüyse, cisim yavaşlar. Örneğin, hız pozitif iken ivme negatifse (veya tam tersi), cisim yavaşlar. Bu test, bu temel kavramları ve aralarındaki ilişkiyi daha iyi anlamanıza yardımcı olacaktır.
Çözümlü Örnek Test Soruları
Soru 1:
Bir cismin ivmesi pozitif (+) iken, hızının da pozitif (+) olduğu bir durumda, cismin hareketi için ne söylenebilir?
A) Sabit hızla hareket eder.
B) Yavaşlar.
C) Hızlanır.
D) Durmaktadır.
E) Yön değiştirir.
Çözüm:
Hız ve ivme vektörleri aynı yönlü olduğunda (her ikisi de pozitif), hızın büyüklüğü artar, yani cisim hızlanır.
Doğru cevap C şıkkıdır.
Soru 2:
İlk hızı 10 m/s olan bir araç, 5 m/s² sabit ivme ile 4 saniye boyunca hareket ediyor. Bu süre sonunda aracın hızı kaç m/s olur?
A) 20
B) 25
C) 30
D) 35
E) 40
Çözüm:
Hızdaki değişim, ivme ve zamanın çarpımına eşittir: $\Delta v = a \cdot \Delta t = (5 \text{ m/s}^2) \cdot (4 \text{ s}) = 20 \text{ m/s}$.
Son hız, ilk hız ile hızdaki değişimin toplamıdır: $v_{son} = v_{ilk} + \Delta v = 10 \text{ m/s} + 20 \text{ m/s} = 30 \text{ m/s}$.
Doğru cevap C şıkkıdır.
Soru 3:
Aşağıdakilerden hangisi bir cismin hızının değiştiğini gösterir?
A) Cismin kütlesinin azalması.
B) Cismin ivmesinin sıfırdan farklı olması.
C) Cismin aldığı yolun zamanla doğru orantılı olması.
D) Cismin ivmesinin sıfır olması.
E) Cismin enerji kaybı.
Çözüm:
İvme, hızdaki değişimin bir ölçüsüdür. Bir cismin ivmesi sıfırdan farklıysa, o cismin hızı mutlaka değişmektedir. Eğer ivme sıfırsa, hız sabittir.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 4:
Bir bisikletli -8 m/s hızla hareket ederken -2 m/s² ivme ile yavaşlamaktadır. Bisikletlinin hareketi için ne söylenebilir?
A) Hızlanır.
B) Yavaşlar.
C) Durmaktadır.
D) Sabit hızlı hareket eder.
E) Yön değiştirir.
Çözüm:
Hız ve ivme vektörleri aynı yönlüdür (her ikisi de negatif). Bu durumda, hızın büyüklüğü artar ve cisim hızlanır.
Doğru cevap A şıkkıdır.
Soru 6:
Bir cisme uygulanan net kuvvet sıfırsa, cismin ivmesi ve hızı için ne söylenebilir?
A) İvmesi sıfır, hızı sabittir.
B) İvmesi artar, hızı sabittir.
C) İvmesi sabittir, hızı artar.
D) İvmesi sıfırdır, hızı azalır.
E) İvmesi azalır, hızı artar.
Çözüm:
Newton’un İkinci Hareket Yasası’na ($F_{net} = m \cdot a$) göre, net kuvvet sıfırsa ivme de sıfırdır. İvme sıfırsa, hızda bir değişiklik olmaz ve hız sabittir.
Doğru cevap A şıkkıdır.
Soru 7:
Bir cismin ivmesi sabit ve pozitif (+), hızı ise negatif (-) ise, cismin hareketi için ne söylenebilir?
A) Hızlanır.
B) Yavaşlar.
C) Sabit hızla hareket eder.
D) Yön değiştirir.
E) Durmaktadır.
Çözüm:
Hız ve ivme vektörleri zıt yönlüdür. Bu durumda cismin hızı azalır, yani yavaşlar.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 8:
Hız-zaman grafiğinin eğimi, aşağıdaki niceliklerden hangisini verir?
A) Yer değiştirme
B) Alınan yol
C) İvme
D) Sürat
E) Ortalama hız
Çözüm:
Hız-zaman grafiğinin eğimi, hızdaki değişimin zamandaki değişime oranını verir. Bu da ivmenin tanımıdır.
Doğru cevap C şıkkıdır.
Soru 9:
Bir otomobilin hızı 20 saniye içinde 5 m/s’den 45 m/s’ye çıkıyor. Otomobilin ivmesi kaç m/s²’dir?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 5
Çözüm:
İvme, hızdaki değişimin zamana oranıdır: $a = \Delta v / \Delta t = (v_{son} – v_{ilk}) / \Delta t$.
$a = (45 – 5) / 20 = 40 / 20 = 2 \text{ m/s}^2$.
Doğru cevap B şıkkıdır.
Soru 10:
Bir cisim düzgün bir çember etrafında sabit süratle hareket etmektedir. Bu cismin hareketi için ne söylenebilir?
A) Hızı ve ivmesi sabittir.
B) Hızı sabittir, ivmesi sıfırdır.
C) Hızı sabittir, ivmesi değişmektedir.
D) Hızı değişmektedir, ivmesi sabittir.
E) Hızı ve ivmesi değişmektedir.
Çözüm:
Cismin sürati sabit olsa da, yönü sürekli değiştiği için hız vektörü değişmektedir. Hızın değişmesi demek, ivmesinin sıfırdan farklı olması demektir.
Doğru cevap E şıkkıdır.
Soru 11:
Bir cismin hızı ve ivmesi aynı yönde ve ikisi de negatif ise, cisim hangi hareketi yapar?
A) Yavaşlar.
B) Yön değiştirir.
C) Hızlanır.
D) Durmaktadır.
E) Sabit hızlı hareket eder.
Çözüm:
Hız ve ivme vektörleri aynı yönlü olduğunda, cisim hızlanır. İkisinin de negatif olması, cismin negatif yönde hızlandığı anlamına gelir.
Doğru cevap C şıkkıdır.
Soru 12:
Hız-zaman grafiğinde, grafiğin zaman eksenine paralel olması ne anlama gelir?
A) Cisim hızlanmaktadır.
B) Cisim yavaşlamaktadır.
C) Cismin ivmesi artmaktadır.
D) Cismin ivmesi sıfırdır.
E) Cismin hızı artmaktadır.
Çözüm:
Hız-zaman grafiğinin zaman eksenine paralel olması, hızın sabit olduğu anlamına gelir. Hızın sabit olması, ivmenin sıfır olduğu duruma karşılık gelir.
Doğru cevap D şıkkıdır.
Soru 13:
Bir cismin hız vektörü değiştiğinde, aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğru değildir?
A) Cismin sürati değişmiştir.
B) Cismin yönü değişmiştir.
C) Cismin ivmesi sıfırdan farklıdır.
D) Cisim bir kuvvetin etkisindedir.
E) Cisim bir hızlanma veya yavaşlama yaşamıştır.
Çözüm:
Hız vektörünün değişmesi için ya süratinin ya da yönünün ya da ikisinin birden değişmesi gerekir. Örneğin, sabit süratle dönen bir cismin yönü sürekli değiştiği için hız vektörü de değişir. Bu durumda sürati değişmemiştir, bu yüzden A şıkkı kesinlikle doğru değildir.
Doğru cevap A şıkkıdır.
Soru 14:
Bir otomobil, ilk 10 saniyede hızını 0’dan 20 m/s’ye, sonraki 10 saniyede ise 20 m/s’den 40 m/s’ye çıkarıyor. Otomobilin ivmesi için ne söylenebilir?
A) İvmesi sürekli artmaktadır.
B) İvmesi ilk 10 saniyede pozitiftir, sonraki 10 saniyede sıfırdır.
C) İvmesi ilk 10 saniyede 2 m/s²’dir, sonraki 10 saniyede 2 m/s²’dir.
D) İvmesi ilk 10 saniyede 2 m/s²’dir, sonraki 10 saniyede 4 m/s²’dir.
E) İvmesi sabit değildir.
Çözüm:
İlk 10 saniye için ivme: $a_1 = (20-0)/10 = 2 \text{ m/s}^2$.
İkinci 10 saniye için ivme: $a_2 = (40-20)/10 = 20/10 = 2 \text{ m/s}^2$.
İvmesi her iki zaman aralığında da sabittir ve 2 m/s²’dir.
Doğru cevap C şıkkıdır.
Soru 15:
Hız-zaman grafiğinde zaman ekseninin altına inen bir doğru neyi gösterir?
A) Cismin yavaşladığını.
B) Cismin hızlandığını.
C) Cismin negatif yönde hareket ettiğini.
D) Cismin pozitif yönde hareket ettiğini.
E) Cismin ivmesinin negatif olduğunu.
Çözüm:
Hız-zaman grafiğinde zaman ekseninin üstü pozitif, altı ise negatif hız anlamına gelir. Zaman ekseninin altına inen bir grafik, cismin negatif yönde hareket ettiğini gösterir.
Doğru cevap C şıkkıdır.