Soru 1
Örnek cevap / çözüm yolu
İlk hızı v_0 ve ivmesi a olan düzgün hızlanan doğrusal bir harekette yer değiştirme ve ivme arasındaki matematiksel bağıntılar şu şekildedir:
- Zamana bağlı yer değiştirme modeli:
(İlk hız v_0 = 0 ise \Delta x = \frac{1}{2} a \cdot t^2 şeklini alır.)
- Zamansız hız bağıntısından türetilen yer değiştirme-ivme modeli:
Kısa çözüm-kontrol açıklaması
Yer değiştirme (\Delta x), ivme (a) ile doğrudan orantılıdır. İvme-zaman grafiğinin altında kalan alan hız değişimini (\Delta v), hız-zaman grafiğinin altında kalan alan ise yer değiştirmeyi verir. Bu iki model birleştirildiğinde yer değiştirme ile ivme arasındaki ilişki yukarıdaki denklemlerle ifade edilir.
Soru 2
Örnek cevap / çözüm yolu
Grafik değerleri ile matematiksel modeller arasında tam bir uyum vardır:
- Hız-Zaman (v-t) Grafiği: Grafiğin eğimi ivmeyi (a = \frac{\Delta v}{\Delta t}), grafiğin altında kalan alan ise aracın yaptığı yer değiştirmeyi (\Delta x) verir.
- İvme-Zaman (a-t) Grafiği: Grafiğin altında kalan alan hızdaki değişimi (\Delta v = a \cdot t) verir.
- Konum-Zaman (x-t) Grafiği: Grafiğin eğimi aracın anlık hızını (v = \frac{\Delta x}{\Delta t}) verir.
Grafiklerden elde ettiğimiz geometrik alan ve eğim hesaplamaları, türettiğimiz \Delta x = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2 ve v = v_0 + a t matematiksel modelleri ile birebir aynı sonuçları verir.
Kısa çözüm-kontrol açıklaması
Grafiksel gösterimler fiziksel olayın görsel ifadesidir; matematiksel modeller ise bu görsel ilişkinin cebirsel denklem halidir. Her iki yöntem de aynı fiziksel büyüklük değerlerini doğrular.
Soru 3
Örnek cevap / çözüm yolu
1. Verilen Değerler:
- İlk hız (v_0) = 2\text{ m/s}
- İvme (a) = 4\text{ m/s}^2 (sabit)
- Süre (t) = 5\text{ s}
2. Matematiksel Modeller:
- Hız Modeli: v(t) = v_0 + a \cdot t \Rightarrow v(t) = 2 + 4t
- Yer Değiştirme Modeli: \Delta x(t) = v_0 \cdot t + \frac{1}{2} a \cdot t^2 \Rightarrow \Delta x(t) = 2t + 2t^2
3. 5. Saniyedeki Değerlerin Hesaplaması:
- 5. saniyedeki hız (v_5):
- 5. saniyedeki yer değiştirme (\Delta x_5):
4. Hız-Zaman (v-t) Grafiğinin Çizimi:
- Düşey eksen v\text{ (m/s)}, yatay eksen t\text{ (s)} olarak ölçeklendirilir.
- t = 0\text{ s} anında grafik düşey eksende 2\text{ m/s} noktasından başlar.
- t = 5\text{ s} anında hız değeri 22\text{ m/s} noktasına ulaşacak şekilde yukarı doğru doğrusal bir çizgi çizilir.
Kısa çözüm-kontrol açıklaması
Bulunan 60\text{ m} yer değiştirme değeri, çizilen v-t grafiğinin altında kalan yamuğun alanından doğrulanabilir:
Matematiksel model ile grafik alanı tam uyumludur.
Kitapta kolayca gezin
← Önceki sayfa: 48 ·
Fizik Ders Kitabı cevapları · Sonraki sayfa: 50 →