Rezonans, bir sistemin dışarıdan gelen periyodik bir kuvvetin frekansıyla kendi doğal titreşim frekansının eşleşmesi durumunda, sistemin salınım genliğinin aşırı derecede artması olayıdır. En basit örneği, bir salıncaktaki çocuğu doğru zamanda iterek daha yükseğe çıkmasını sağlamaktır. Bu kavram, özellikle depremler ve yapı mühendisliği açısından hayati bir öneme sahiptir. Her bina, esneklik ve kütlesine bağlı olarak kendine özgü bir doğal salınım frekansına sahiptir. Bir deprem sırasında oluşan sismik dalgaların frekansı, bir binanın doğal frekansıyla eşleşirse, rezonans durumu meydana gelir. Bu durumda, bina daha büyük genliklerle sallanmaya başlar, içindeki stres ve gerilimler artar, bu da binanın kolon ve kirişlerinin dayanıklılığını aşarak yıkılmasına yol açabilir. Bu nedenle, depreme dayanıklı bina tasarımında, binaların doğal frekansları, deprem dalgalarının olası frekanslarından uzak tutulacak şekilde ayarlanır. Bu, rezonansın yıkıcı etkisini önlemenin en temel yoludur.

---

Çözümlü Örnek Test Soruları

---

Soru 1:

Rezonans olayı için temel koşul nedir?

A) Cismin kütlesinin büyük olması.
B) Cismin bulunduğu ortamın yoğunluğunun artması.
C) Dış kuvvetin frekansının, sistemin doğal titreşim frekansına eşit olması.
D) Dış kuvvetin genliğinin büyük olması.
E) Cismin kinetik enerjisinin artması.

Çözüm:
Rezonans, bir dış kuvvetin frekansı ile bir sistemin doğal titreşim frekansı eşleştiğinde gerçekleşen bir olaydır. Bu eşleşme sonucunda salınım genliği maksimuma çıkar.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 2:

Bir deprem sırasında bir binanın yıkılmasında rezonansın rolü nedir?

A) Deprem dalgalarının enerjisini azaltır.
B) Binanın doğal frekansını artırarak yıkımı engeller.
C) Deprem dalgalarının frekansı binanın doğal frekansına eşleşirse, binanın salınım genliğini tehlikeli seviyede artırır.
D) Sadece hafif binaları etkiler.
E) Depremden sonra meydana gelen bir olaydır.

Çözüm:
Deprem dalgalarının frekansı, bir binanın doğal frekansına yakınsa, rezonans etkisiyle binanın salınım genliği ve dolayısıyla üzerindeki gerilimler artar, bu da yıkıma neden olabilir.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 3:

Aşağıdakilerden hangisi bir binanın doğal salınım frekansını etkileyen en önemli faktördür?

A) Binadaki insan sayısı.
B) Binanın dış cephesinin rengi.
C) Binanın yüksekliği ve esnekliği.
D) Binanın bulunduğu şehrin coğrafi konumu.
E) Binanın yaşı.

Çözüm:
Bir binanın doğal frekansı, temel olarak kütlesine ve esnekliğine bağlıdır. Daha yüksek ve esnek binalar genellikle daha düşük doğal frekanslara sahiptir.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 4:

Rezonans kavramına aşağıdakilerden hangisi en iyi örnektir?

A) Durgun bir gölün yüzeyine atılan taş.
B) Bir gitar telinin, üzerine gelen ses dalgalarıyla titreşmesi.
C) Bir topun yere düşüp sekmesi.
D) Bir aracın fren yapması.
E) Bir lamba ampulünün yanması.

Çözüm:
Bir gitar telinin, dışarıdan gelen sesin frekansına uyarak titreşmesi, rezonansın klasik bir örneğidir. Aynı şey, bir ses dalgasının bir cam bardağı çatlatması durumunda da görülür.
Doğru cevap B şıkkıdır.

---

Soru 5:

Mühendisler, binaların depremde rezonansa girmesini önlemek için ne gibi önlemler alır?

A) Binayı daha ağır yaparlar.
B) Binanın doğal frekansını, olası deprem frekanslarından farklı olacak şekilde tasarlarlar.
C) Binaları daha az esnek yaparlar.
D) Binaları sadece tek katlı yaparlar.
E) Binanın içindeki eşyaları sabitlemezler.

Çözüm:
Mühendislikte amaç, binanın doğal frekansını, deprem dalgalarının yaygın frekans aralığının dışına çıkarmaktır. Bu, binanın esnekliğini ve kütlesini ayarlayarak yapılır.
Doğru cevap B şıkkıdır.

---

Soru 6:

Bir binanın doğal titreşim periyodu, aşağıdaki özelliklerden hangisiyle doğru orantılıdır?

A) Binanın genliği.
B) Binanın yüksekliği.
C) Binanın kütlesi.
D) Binanın yapımında kullanılan malzemenin sertliği.
E) Binanın genişliği.

Çözüm:
Uzun ve esnek binalar daha yavaş salınır, yani periyotları daha uzundur. Bu nedenle periyot, binanın yüksekliğiyle doğru orantılıdır.
Doğru cevap B şıkkıdır.

---

Soru 7:

1940’ta çöken Tacoma Köprüsü’nün çöküşü, fiziksel olarak hangi olayla açıklanır?

A) Mekanik yorgunluk.
B) Titreşim genliğinin artması sonucu meydana gelen rezonans.
C) Kötü malzeme kullanımı.
D) Düzgün olmayan yük dağılımı.
E) Aşırı sıcaklık değişimi.

Çözüm:
Tacoma Köprüsü’nün çöküşü, rüzgarın yarattığı periyodik kuvvetin frekansının, köprünün doğal burulma frekansıyla eşleşmesi sonucu meydana gelen rezonans olayının en bilinen örneklerinden biridir.
Doğru cevap B şıkkıdır.

---

Soru 8:

Bir bina için “doğal frekans” kavramı neyi ifade eder?

A) Binanın yapımında kullanılan malzemenin titreşim frekansı.
B) Binanın en hızlı salınım yapabileceği frekans.
C) Binanın, dış bir etki olmadan kendi kendine titreştiği frekans.
D) Binanın yıkılmadan dayanabileceği en yüksek frekans.
E) Binanın en yavaş salınım yapabileceği frekans.

Çözüm:
Doğal frekans, bir sistemin dış bir kuvvet olmadan, sadece kendi yapısal özelliklerine bağlı olarak titreştiği frekanstır.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 9:

Rezonans durumunda sistemin salınım genliği neden sürekli artar?

A) Sistemin kütlesi sürekli arttığı için.
B) Dış kuvvetin enerjisi, her döngüde sisteme aktarıldığı için.
C) Sistemin esnekliği sürekli azaldığı için.
D) Dış kuvvetin frekansı sürekli değiştiği için.
E) Sürtünme kuvveti azaldığı için.

Çözüm:
Rezonans durumunda, dış kuvvetin salınım yönü her zaman sistemin hareket yönüyle aynıdır. Bu, her döngüde sisteme enerji transferi anlamına gelir ve bu enerjinin birikmesi genliğin artmasına neden olur.
Doğru cevap B şıkkıdır.

---

Soru 10:

Rezonansın meydana geldiği bir durumda, sistemin genliği artarken hangi enerji türü de artar?

A) Sadece potansiyel enerji.
B) Sadece kinetik enerji.
C) Potansiyel ve kinetik enerjinin toplamı olan mekanik enerji.
D) Isı enerjisi.
E) Elektrik enerjisi.

Çözüm:
Bir sistemin genliği, toplam enerjisiyle doğru orantılıdır. Rezonans, dış kuvvetten enerji transferi sağladığı için sistemin toplam mekanik enerjisi (potansiyel ve kinetik) artar.
Doğru cevap C şıkkıdır.

---

Soru 11:

Kısa boylu ve sert bir binanın doğal frekansı, uzun ve esnek bir binaya göre nasıldır?

A) Daha düşüktür.
B) Daha yüksektir.
C) Aynıdır.
D) İki kat daha fazladır.
E) Dört kat daha azdır.

Çözüm:
Kısa ve sert binalar daha hızlı titreşirler, yani doğal frekansları daha yüksektir. Uzun ve esnek binalar ise daha yavaş titreşir ve daha düşük frekanslara sahiptir.
Doğru cevap B şıkkıdır.

---

Soru 12:

Bir müzik aletinde, telin titreşim frekansının, odanın havasının doğal frekansıyla eşleşmesiyle sesin daha yüksek çıkması olayı hangi fiziksel olaya örnektir?

A) Kırılma
B) Girişim
C) Yansıma
D) Rezonans
E) Sönümleme

Çözüm:
Telin titreşim frekansının, odanın veya müzik aletinin gövdesinin doğal frekansına uyması, sesin genliğinin artmasına neden olur. Bu rezonans örneğidir.
Doğru cevap D şıkkıdır.

---

Soru 13:

Aşağıdaki durumlardan hangisi bir binanın rezonansa girmesini daha olası hale getirir?

A) Kısa süreli bir yer hareketi.
B) Düşük genlikli, yüksek frekanslı deprem.
C) Yüksek genlikli, düşük frekanslı deprem.
D) Deprem dalgalarının frekansının binanın doğal frekansına çok yakın olması.
E) Binaların kentsel dönüşümde yıkılması.

Çözüm:
Rezonansın tanımı gereği, dış kuvvetin (deprem dalgası) frekansının, sistemin (binanın) doğal frekansıyla eşleşmesi rezonans riskini en çok artıran faktördür.
Doğru cevap D şıkkıdır.

---

Soru 14:

Sismik izolatörler adı verilen deprem güvenlik sistemleri, binaları rezonanstan nasıl korur?

A) Binanın doğal frekansını artırarak.
B) Binayı yerle bağlantısını keserek ve sönümleyerek deprem dalgalarının frekansından ayırarak.
C) Binayı daha ağır yaparak.
D) Binanın sallanmasını tamamen engelleyerek.
E) Sadece kısa boylu binalarda etkilidir.

Çözüm:
Sismik izolatörler, binayı zemin hareketlerinden izole ederek binanın doğal frekansının, deprem dalgalarının frekans aralığından çok uzak kalmasını sağlar. Bu, rezonans oluşumunu engeller.
Doğru cevap B şıkkıdır.

---

Soru 15:

Rezonans durumunda enerji transferi nasıl gerçekleşir?

A) Enerji, sistemden dışarıya doğru aktarılır.
B) Dış kuvvet tarafından sisteme enerji aktarılır.
C) Enerji kaybı meydana gelir.
D) Enerji dönüşümü olmaz.
E) Kinetik enerji potansiyel enerjiye dönüşemez.

Çözüm:
Rezonans, dış kuvvetin sisteme her döngüde enerji aktarmasıyla gerçekleşir. Bu sürekli enerji akışı, sistemin toplam enerjisini ve dolayısıyla salınım genliğini artırır.
Doğru cevap B şıkkıdır.