Soru

Zorluk: OrtaHız ve Hareket Problemleri

Bir aracın gidiş ve dönüş yollarında farklı sabit hızlar kullandığı üç farklı seyahat senaryosu aşağıda verilmiştir.

Buna göre, sol sütunda verilen seyahat senaryoları ile bu seyahatlerdeki aracın tüm gidiş-dönüş yolculuğu boyunca elde ettiği ortalama hız değerlerini doğru şekilde eşleştiriniz.

  • A kentinden B kentine saatte 30 km30\text{ km} hızla gidip, hiç durmadan saatte 60 km60\text{ km} hızla geri dönen bir aracın tüm yolculuktaki ortalama hızı40 km/sa40\text{ km/sa}
  • A kentinden B kentine saatte 60 km60\text{ km} hızla gidip, hiç durmadan saatte 90 km90\text{ km} hızla geri dönen bir aracın tüm yolculuktaki ortalama hızı72 km/sa72\text{ km/sa}
  • A kentinden B kentine saatte 60 km60\text{ km} hızla gidip, hiç durmadan saatte 120 km120\text{ km} hızla geri dönen bir aracın tüm yolculuktaki ortalama hızı80 km/sa80\text{ km/sa}

Cevap

Birinci senaryo 40 km/sa40\text{ km/sa}, ikinci senaryo 72 km/sa72\text{ km/sa}, üçüncü senaryo ise 80 km/sa80\text{ km/sa} ile eşleşir.
Her üç senaryoda da gidiş ve dönüş mesafeleri eşit olduğundan, seyahatlerin ortalama hızları Vort=2v1v2v1+v2V_{ort} = \frac{2 \cdot v_1 \cdot v_2}{v_1 + v_2} formülü kullanılarak sırasıyla 40 km/sa40\text{ km/sa}, 72 km/sa72\text{ km/sa} ve 80 km/sa80\text{ km/sa} olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Gidiş ve dönüş yollarının uzunlukları eşit olduğundan, tüm yolculuktaki ortalama hızın harmonik ortalama formülü olan Vort=2v1v2v1+v2V_{ort} = \frac{2 \cdot v_1 \cdot v_2}{v_1 + v_2} ile hesaplanacağını belirleme.
Ortalama hız formülü kuruldu.
Eşit mesafeli yollarda farklı hızlarla hareket edildiğinde ortalama hız, hızların harmonik ortalamasına eşittir.
2
Birinci senaryo için v1=30 km/sav_1 = 30\text{ km/sa} ve v2=60 km/sav_2 = 60\text{ km/sa} değerlerini formülde yerine yazarak hesaplama yapılması.
Vort=2306030+60=360090=40 km/saV_{ort} = \frac{2 \cdot 30 \cdot 60}{30 + 60} = \frac{3600}{90} = 40\text{ km/sa}
Birinci seyahatin ortalama hızını bulmak.
3
İkinci senaryo için v1=60 km/sav_1 = 60\text{ km/sa} ve v2=90 km/sav_2 = 90\text{ km/sa} değerlerini formülde yerine yazarak hesaplama yapılması.
Vort=2609060+90=10800150=72 km/saV_{ort} = \frac{2 \cdot 60 \cdot 90}{60 + 90} = \frac{10800}{150} = 72\text{ km/sa}
İkinci seyahatin ortalama hızını bulmak.
4
Üçüncü senaryo için v1=60 km/sav_1 = 60\text{ km/sa} ve v2=120 km/sav_2 = 120\text{ km/sa} değerlerini formülde yerine yazarak hesaplama yapılması.
Vort=26012060+120=14400180=80 km/saV_{ort} = \frac{2 \cdot 60 \cdot 120}{60 + 120} = \frac{14400}{180} = 80\text{ km/sa}
Üçüncü seyahatin ortalama hızını bulmak.

Anahtar Kavram

Eşit mesafeli yollarda ortalama hız hesabı (Harmonik Ortalama)
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla