Soru

Zorluk: OrtaHız ve Hareket Problemleri

Aşağıda sol sütunda verilen hareket durumlarını, sağ sütunda verilen doğru hız veya zaman değerleriyle eşleştiriniz.

  • A kentinden B kentine saatte 80 km80\text{ km} hızla gidip, durmaksızın saatte 120 km120\text{ km} hızla geri dönen bir aracın gidiş-dönüş yolculuğundaki ortalama hızı (km/sa\text{km/sa})9696
  • Aralarında 360 km360\text{ km} mesafe olan iki şehirden birbirine doğru aynı anda hareket eden iki aracın hızları sırasıyla vv ve 2v2v km/sa\text{km/sa}'dir. Bu araçlar harekete başladıktan 2 saat2\text{ saat} sonra karşılaştıklarına göre, yavaş olan aracın hızı (km/sa\text{km/sa})6060
  • Çevresi 480 metre480\text{ metre} olan dairesel bir pistin aynı noktasından aynı anda ve zıt yönlerde sırasıyla dakikada 50 metre50\text{ metre} ve 70 metre70\text{ metre} sabit hızlarla harekete başlayan iki koşucunun ilk karşılaşmalarına kadar geçen süre (dakika\text{dakika})44

Cevap

İlk hareket durumunun ortalama hızı 96 km/sa ile, ikinci durumdaki yavaş aracın hızı 60 km/sa ile, üçüncü durumdaki karşılaşma süresi ise 4 dakika ile eşleşmektedir.
Eşleştirmelerin tamamı temel hareket formüllerinin (x=vtx = v \cdot t) ve bu formüllerden türetilen bağıntıların doğru uygulanmasıyla elde edilmiştir. Ortalama hız 96, yavaş olan aracın hızı 60 ve dairesel pistteki karşılaşma süresi 4 olarak hesaplanmıştır.

Adım Adım Çözüm

1
Birinci durumdaki gidiş-dönüş ortalama hızını bulmak için harmonik ortalama formülünü uygulayınız.
Vort=96 km/saV_{ort} = 96\text{ km/sa}
Gidiş ve dönüş yolları eşit olduğundan, ortalama hız Vort=2v1v2v1+v2V_{ort} = \frac{2 \cdot v_1 \cdot v_2}{v_1 + v_2} formülü ile hesaplanır. Değerler yerine yazıldığında Vort=28012080+120=19200200=96V_{ort} = \frac{2 \cdot 80 \cdot 120}{80 + 120} = \frac{19200}{200} = 96 elde edilir.
2
İkinci durumdaki araçların zıt yönlü karşılaşma denklemini kurup yavaş olan aracın hızını (vv) çözünüz.
v=60 km/sav = 60\text{ km/sa}
Birbirine doğru hareket eden araçların hızları toplanır. Mesafe=(v1+v2)t    360=(v+2v)2    180=3v    v=60\text{Mesafe} = (v_1 + v_2) \cdot t \implies 360 = (v + 2v) \cdot 2 \implies 180 = 3v \implies v = 60 olarak bulunur.
3
Üçüncü durumdaki dairesel pistte zıt yönlü hareket eden koşucuların karşılaşma süresini hesaplayınız.
t=4 dakikat = 4\text{ dakika}
Dairesel pist etrafında zıt yönlü harekette karşılaşma süresi t=C¸evrev1+v2t = \frac{\text{Çevre}}{v_1 + v_2} formülüyle hesaplanır. Değerler yazıldığında t=48050+70=480120=4t = \frac{480}{50 + 70} = \frac{480}{120} = 4 elde edilir.

Anahtar Kavram

Hız ve hareket problemlerinde ortalama hız, zıt yönlü doğrusal hareket ve dairesel pistte karşılaşma prensipleri.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla