Question

Difficulty: MediumDüzgün Çembersel Hareketin Temel Değişkenleri

Sürtünmesiz yatay düzlemde düzgün çembersel hareket yapan bir cismin çizgisel sürati vv'dir. Cisim, yörüngesi üzerindeki KK noktasından LL noktasına ilk kez geldiğinde merkez açısı 120120^\circ olan yayı taramaktadır.

Buna göre, cismin KK noktasından LL noktasına gelişi sürecinde hızındaki değişimin büyüklüğü (Δv|\Delta\vec{v}|) kaç vv'dir?

  1. A
    00
  2. B
    11
  3. C
    2\sqrt{2}
  4. 3\sqrt{3}Answer
  5. E
    22

Answer

Hız değişiminin büyüklüğü 3v\sqrt{3}v'dir.
Düzgün çembersel harekette sürat sabittir fakat hız vektörünün yönü sürekli değişir. Hızdaki değişim vektörel bir çıkarma işlemi olan Δv=vLvK\Delta\vec{v} = \vec{v}_L - \vec{v}_K ile bulunur. KK ve LL noktalarındaki hız vektörlerinin büyüklüğü vv olup, aralarındaki açı 120120^\circ olduğundan, vektörel farkın büyüklüğü 3v\sqrt{3}v olur.

Step-by-Step Solution

1
Cismin KK ve LL noktalarındaki hız vektörlerini belirlemek ve aralarındaki açıyı bulmak.
Cismin sürati sabit ve vv olduğundan, KK ve LL noktalarındaki hız vektörlerinin büyüklükleri vv'dir. Yarıçap vektörleri arasındaki açı 120120^\circ olduğundan, bu yarıçaplara dik olan hız vektörleri vK\vec{v}_K ve vL\vec{v}_L arasındaki açı da 120120^\circ olur.
Hız değişimi vektörel bir çıkarma işlemi gerektirdiği için başlangıçta h��z vektörlerinin büyüklüklerini ve yön ilişkilerini saptamak gerekir.
2
Hız değişimi vektörünün (Δv=vLvK\Delta\vec{v} = \vec{v}_L - \vec{v}_K) matematiksel ifadesini oluşturmak.
Δv=vL+(vK)\Delta\vec{v} = \vec{v}_L + (-\vec{v}_K) yazılır. Burada vK-\vec{v}_K vektörü, vK\vec{v}_K ile zıt yönlüdür. vL\vec{v}_L ile vK-\vec{v}_K vektörleri arasındaki açı 180120=60180^\circ - 120^\circ = 60^\circ olur.
Vektörel çıkarma işlemini kolaylaştırmak için çıkarma işlemini zıt vektörle toplama işlemine d��nüştürüyoruz.
3
Kosinüs teoremi yardımıyla hız değişimi vektörünün büyüklüğünü hesaplamak.
Aralarında 6060^\circ olan iki eşit büyüklükteki vv vektörünün bileşkesi Δv=v2+v2+2vvcos60=3v|\Delta\vec{v}| = \sqrt{v^2 + v^2 + 2 \cdot v \cdot v \cdot \cos 60^\circ} = \sqrt{3}v olarak bulunur.
Hız değişiminin büyüklüğünü sayısal olarak elde etmek.

Key Concept

Düzgün Çembersel Harekette Çizgisel Hız ve Hız Değişimi
Estimated Time:2m 0s
Rate this question