Soru

Zorluk: OrtaHız ve Hareket Problemleri

Aşağıda sol sütunda hız ve hareket problemlerine dair ü�� farklı senaryo, sağ sütunda ise bu hareketlerin gerçekleşme süreleri veya hız değerleri verilmiştir.

Buna göre, sol sütundaki hareket senaryolarını sağ sütundaki doğru değerlerle eşleştiriniz.

  • Bir araç, gideceği yolun ilk yarısını 40 km/sa40\text{ km/sa}, kalan yarısını ise 60 km/sa60\text{ km/sa} hızla tamamlamıştır. Bu aracın tüm yol boyunca ortalama hızı48 km/sa48\text{ km/sa}
  • Aralarında 120 km120\text{ km} mesafe bulunan iki araçtan arkadakinin hızı 80 km/sa80\text{ km/sa}, öndekinin hızı 50 km/sa50\text{ km/sa}'dir. Aynı anda aynı yöne doğru hareket ettiklerinde arkadaki aracın öndekini yakalaması için geçen süre4 saat4\text{ saat}
  • Çevresi 360 m360\text{ m} olan dairesel bir pistin aynı noktasından, aynı anda zıt yönlere doğru sırasıyla 40 m/dk40\text{ m/dk} ve 50 m/dk50\text{ m/dk} hızlarla hareket eden iki bisikletlinin ilk karşılaşmalarına kadar geçen süre4 dakika4\text{ dakika}

Cevap

İlk senaryo saatte 48 kilometre ortalama hız değeriyle, ikinci senaryo 4 saat yakalama süresiyle ve üçüncü senaryo 4 dakika karşılaşma süresiyle eşleşir.
Doğru eşleştirmeler yapıldığında, ortalama hız ifadesi saatte 48 kilometre ile, yakalama süresi 4 saat ile ve dairesel pistteki karşılaşma süresi 4 dakika ile eşleşmektedir. Bu eşleştirmeler hız ve hareket problemlerinin temel formülleri olan harmonik ortalama, hız farkı ve hız toplamı bağıntılarına dayanmaktadır.

Adım Adım Çözüm

1
Yolun yarısını farklı hızlarla giden aracın ortalama hızını harmonik ortalama formülüyle (Vort=2V1V2V1+V2V_{\text{ort}} = \frac{2 \cdot V_1 \cdot V_2}{V_1 + V_2}) hesaplamak.
Vort=2406040+60=48 km/saV_{\text{ort}} = \frac{2 \cdot 40 \cdot 60}{40 + 60} = 48\text{ km/sa}
Yol eşit iki parçaya bölündüğünde ortalama hız, hızların harmonik ortalamasına eşittir.
2
Aynı yönde hareket eden araçlar arasındaki mesafenin kapanma süresini t=xV1V2t = \frac{x}{V_1 - V_2} formülüyle hesaplamak.
t=1208050=4 saatt = \frac{120}{80 - 50} = 4\text{ saat}
Arkadaki aracın öndekini yakalama süresi, aralarındaki mesafenin hız farkına bölünmesiyle bulunur.
3
Dairesel pistte zıt yönlere hareket eden bisikletlilerin karşılaşma süresini t=C¸evreV1+V2t = \frac{\text{Çevre}}{V_1 + V_2} formülüyle hesaplamak.
t=36040+50=4 dakikat = \frac{360}{40 + 50} = 4\text{ dakika}
Zıt yönlü dairesel harekette ilk karşılaşma süresi, pist çevresinin hızlar toplamına bölünmesiyle bulunur.

Anahtar Kavram

Hız ve hareket problemlerinde karşılaşma süresi, yakalama süresi ve ortalama hız formüllerinin uygulanması.
Bu soruyu puanla