Sorunun Çözümü
Bu problemde, benzer üçgenler prensibini kullanarak mumun, çubuğun ve duvardaki gölgenin yükseklikleri arasındaki ilişkiyi kuracağız.
- Adım 1: Çubuğun boyunu bulalım.
- Mumun boyu (
$H_A$) = 14 birim. - Çubuğun boyu (
$H_B$) = bilinmiyor. - Çubuğun duvardaki gölgesinin boyu (
$H_K$) = 6 birim. - Verilen bilgiye göre
$3|AB| = |BC|$. Bu durumda$|AB| = x$dersek,$|BC| = 3x$olur. - Mumun tepesinden çıkan ışık, çubuğun tepesinden geçerek duvardaki gölge noktasına ulaşır. Bu durum, benzer üçgenler oluşturur. Bu üçgenlerin benzerliğinden şu ilişkiyi yazabiliriz:
$\frac{H_A - H_B}{|AB|} = \frac{H_B - H_K}{|BC|}$ - Değerleri yerine yazalım:
$\frac{14 - H_B}{x} = \frac{H_B - 6}{3x}$ - Denklemi çözelim:
$3(14 - H_B) = H_B - 6$$42 - 3H_B = H_B - 6$$4H_B = 48$$H_B = 12$birim. Çubuğun boyu 12 birimdir. - Adım 2:
$t$saat sonraki durumu inceleyelim. - Mumun boyu her saat 1,5 birim azalmaktadır.
$t$saat sonra mumun boyu$H_A(t) = 14 - 1.5t$olacaktır. - Çubuğun boyu sabittir:
$H_B = 12$birim. - Soruda istenen durum, çubuğun gölgesinin boyunun çubuğun boyunun 2 katı olmasıdır. Yani,
$H_K(t) = 2 \times H_B = 2 \times 12 = 24$birim. - Adım 3:
$t$değerini bulalım. $t$saat sonraki durum için benzer üçgenler ilişkisini tekrar kullanalım:$\frac{H_A(t) - H_B}{|AB|} = \frac{H_B - H_K(t)}{|BC|}$- Değerleri yerine yazalım:
$\frac{(14 - 1.5t) - 12}{x} = \frac{12 - 24}{3x}$ - Denklemi çözelim:
$\frac{2 - 1.5t}{x} = \frac{-12}{3x}$$\frac{2 - 1.5t}{x} = \frac{-4}{x}$$2 - 1.5t = -4$$-1.5t = -6$$1.5t = 6$$t = \frac{6}{1.5} = \frac{60}{15}$$t = 4$saat.
Buna göre, 4 saat sonra çubuğun gölgesinin boyu çubuğun boyunun 2 katına eşit olur.
Cevap B seçeneğidir.