Sayfa rehberi
- sınıf Fizik ders kitabının 122. sayfasında, kuvvet, hareket, yer değiştirme ve iş arasındaki ilişkiler çözümlü bir örnek üzerinden açıklanmaktadır.
Örnek Problemin Analizi
Problemde buz hokeyi diski üzerine etki eden kuvvetler ve diskin hız-zaman (\vartheta-t) grafiği verilmiştir:
- 0-3 saniye aralığı: 40\text{ N} büyüklüğündeki sabit F_1 kuvveti diski A noktasından B noktasına doğru sürükleyerek hızlandırmaktadır.
- 3-5 saniye aralığı: Rakip oyuncu hareket yönüne zıt yönde 10\text{ N} büyüklüğünde F_2 kuvveti uygulayarak diski yavaşlatmaktadır.
a) Yer Değiştirmenin Hesaplanması
Hız-zaman (\vartheta-t) grafiğinin altında kalan alan, cismin yer değiştirme büyüklüğünü (\Delta x) verir.
-
0-3 s arasındaki yer değiştirme (\Delta x_1):
\Delta x_1 = \frac{12 + 0}{2} \cdot 3 = 18\text{ m} -
3-5 s arasındaki yer değiştirme (\Delta x_2):
\Delta x_2 = \frac{12 + 10}{2} \cdot 2 = 22\text{ m} -
Toplam yer değiştirme:
\Delta x = \Delta x_1 + \Delta x_2 = 18 + 22 = 40\text{ m}
Disk 5 saniye sonunda başlangıçtaki A noktasından 40\text{ m} uzaktadır.
b) Kuvvet-Konum (F-x) Grafiği ve Yapılan İş
Kuvvet-konum (F-x) grafiğinin yatay eksenle arasında kalan alan yapılan işi (W) verir.
-
Pozitif İş (W_1): 40\text{ N} büyüklüğündeki kuvvet 18\text{ m} yer değiştirme boyunca hareket yönünde iş yapar:
W_1 = F_1 \cdot \Delta x_1 = 40 \cdot 18 = 720\text{ J} -
Negatif İş (W_2): 10\text{ N} büyüklüğündeki kuvvet 22\text{ m} yer değiştirme boyunca hareket yönüne zıt uygulandığı için negatif iş yapar:
W_2 = -10 \cdot 22 = -220\text{ J} -
Yapılan Net İş (W_{\text{net}}):
W_{\text{net}} = W_1 + W_2 = 720 - 220 = 500\text{ J}
Genel Değerlendirme ve Çıkarım
Yapılan net işin pozitif çıkması (+500\text{ J}), diske dışarıdan pozitif iş yapıldığını ve sisteme enerji aktarıldığını gösterir. Bu durum diskin ilk durumuna göre kinetik enerjisinin arttığı anlamına gelir.
Kitapta kolayca gezin
← Önceki sayfa: 121 · 
Fizik Ders Kitabı cevapları · Sonraki sayfa: 123 →