11. Sınıf Fizik Ders Kitabı MEB Yayınları Sayfa 38 Cevapları
a) İpin ucunu taş hangi noktalardan geçerken bırakırsa taş, tek boyutta sabit ivmeli hareket yapar?
Cevap:
- Taş K ve N noktalarından geçerken bırakılırsa tek boyutta sabit ivmeli hareket yapar.
- Çünkü çembersel yörüngenin en sol ve en sağ noktaları olan K ve N konumlarında taşın anlık hız vektörü tamamen düşey (aşağı veya yukarı) doğrultudadır.
- Bu noktalarda bırakılan taş, yer çekimi ivmesi altında yukarı veya aşağı doğru düşey atış hareketi yapacağı için hareket tek boyutta gerçekleşir.
b) İpin ucunu taş hangi noktalardan geçerken bırakırsa taş, iki boyutta sabit ivmeli hareket yapar?
Cevap:
- Taş M, L ve P noktalarından geçerken bırakılırsa iki boyutta sabit ivmeli hareket yapar.
- Çembersel yörüngenin en üst noktası (M) ve en alt noktasında (L) hız vektörü tamamen yatay doğrultudadır ve taş bırakılınca yatay atış hareketi yapar.
- Yörüngenin eğik kısımlarında bulunan P noktasında ise hız vektörünün hem yatay hem de düşey bileşeni olacağından taş bırakılınca eğik atış hareketi yapar. Yatay ve eğik atış hareketleri iki boyutta sabit ivmeli hareketlerdir.
c) İpin ucunu taş K noktasından geçerken bırakırsa taşın yere çarptığı ana kadar geçen süre için konum-zaman ve hız-zaman grafiklerini çiziniz.
Cevap:
- Not: Taşın K noktasındaki anlık hızının yukarı yönlü olduğu kabul edilmiştir. Taş bu durumda yukarı doğru düşey atış hareketi yapar, maksimum yüksekliğe çıkar ve ardından yere doğru serbest düşmeye geçer.
- Hız-Zaman Grafiği:
- Taşın hızı pozitif (yukarı) bir değerden başlar.
- Zaman eksenini kesene kadar (maksimum yüksekliğe çıkana kadar) düzgün şekilde azalarak sıfır olur.
- Sıfır noktasından sonra hız negatif (aşağı) yönde düzgün şekilde artar ve en yüksek negatif değerle yere çarptığı anda son bulur. Grafik düz bir eğik çizgi şeklindedir.
- Konum-Zaman Grafiği:
- Taşın düşey konumu K noktasının yerden yüksekliğinden başlar.
- Yukarı doğru yavaşladığı için azalan eğimli bir parabol (ters bardak şekli) çizerek maksimum yüksekliğe ulaşır.
- Maksimum yükseklikten sonra aşağı doğru hızlanan hareket yaptığı için artan eğimli bir parabol çizerek sıfır (zemin) noktasına kadar iner.
ç) İpin ucunu taş L noktasından geçerken bırakırsa taşın yere çarptığı ana kadar geçen süre için hız vektörü ile ivme vektörü arasındaki açının değişimini yorumlayınız.
Cevap:
- Taş L noktasında (en alt noktada) bırakıldığında hız vektörü tamamen yatay doğrultudadır.
- Taşın ivme vektörü ise yer çekimi ivmesi olup her zaman yerin merkezine doğru, yani tamamen düşey ve aşağı doğrultudadır.
- Taş bırakıldığı ilk anda hız vektörü (yatay) ile ivme vektörü (düşey) arasındaki açı tam 90 derecedir.
- Taş hareket ettikçe yer çekimi nedeniyle aşağı yönlü düşey hız kazanmaya başlar ve toplam hız vektörü aşağıya doğru bükülür.
- Bu nedenle hareket süresince hız vektörü ile ivme vektörü arasındaki açı sürekli azalarak 90 dereceden 0 dereceye doğru yaklaşır (ancak yere çarpana kadar asla 0 derece olamaz).
d) Taş M noktasından geçerken ipin ucunu bırakırsa taşın havada kaldığı süre için konum-zaman ve hız-zaman grafiklerini çiziniz.
Cevap:
- Not: Taş M noktasında (en üst noktada) bırakıldığında hızı yatay doğrultudadır ve taş yatay atış hareketi yapar.
- Hız-Zaman Grafiği:
- Yatay Hız Grafiği: Zaman eksenine paralel, hareket boyunca hiç değişmeyen sabit pozitif bir doğru şeklindedir.
- Düşey Hız Grafiği: Sıfır noktasından başlar ve negatif (aşağı) yönde düzgün şekilde artan eğik bir doğru çizerek yere çarpma anına kadar ilerler.
- Konum-Zaman Grafiği:
- Yatay Konum Grafiği: Sıfır noktasından başlayarak zamanla düzgün (doğrusal) olarak artan düz bir çizgi şeklindedir.
- Düşey Konum Grafiği: M noktasının yerden yüksekliği olan maksimum değerden başlar. Aşağı doğru düzgün hızlanan hareket yaptığı için artan eğimli bir eğri (parabol) çizerek sıfır (zemin) noktasına ulaşır.
Tüm sayfaların detaylı cevapları için 11. Sınıf Fizik Ders Kitabı MEB Yayınları Cevapları sayfamızı ziyaret edebilirsiniz.