Soru

Zorluk: OrtaHız ve Hareket Problemleri

Aşağıda, doğrusal yollarda sabit hızlarla hareket eden bazı taşıtların durumları verilmiştir.

Buna göre, sol sütundaki hareket durumlarını sağ sütundaki doğru sürelerle eşleştiriniz.

  • Saatteki hızı 60 km60\text{ km} olan bir otomobilin, aynı yönde saatteki hızı 40 km40\text{ km} olan bir kamyonun 10 km10\text{ km} gerisinden harekete başlayıp kamyonu yakalaması için geçen süre30 dakika30\text{ dakika}
  • Durgun sudaki hızı saatte 24 km24\text{ km} olan bir motorun, akıntı hızı saatte 6 km6\text{ km} olan bir nehirde akıntıya karşı 18 km18\text{ km} gidip akıntı yönünde 30 km30\text{ km} yol alması için geçen toplam süre120 dakika120\text{ dakika}
  • Saatteki hızı 90 km90\text{ km} olan 150 metre150\text{ metre} uzunluğundaki bir trenin, 600 metre600\text{ metre} uzunluğundaki bir tüneli tamamen geçmesi için geçen süre30 saniye30\text{ saniye}

Cevap

İlk hareket durumu 30 dakika ile, ikinci hareket durumu 120 dakika ile, üçüncü hareket durumu ise 30 saniye ile eşleşir.
İlk hareket durumunda bağıl hız formülü kullanılarak yakalama süresi 30 dakika, ikinci durumda akıntı etkisi hesaba katılarak toplam süre 120 dakika, üçüncü durumda ise toplam geçiş mesafesi tren ve tünel boyunun toplamı alınarak geçiş süresi 30 saniye olarak doğru şekilde eşleştirilmiştir.

Adım Adım Çözüm

1
İlk hareket durumunda yakalama süresini hesaplayınız.
Yakalama süresi 05 saat=30 dakika0{}5\text{ saat} = 30\text{ dakika} olarak bulunur.
Arkadaki otomobilin hızı 60 km/sa60\text{ km/sa}, öndeki kamyonun hızı 40 km/sa40\text{ km/sa} ve aralarındaki mesafe 10 km10\text{ km}'dir. Yakalama süresi t=MesafeHız Farkı=106040=05 saatt = \frac{\text{Mesafe}}{\text{Hız Farkı}} = \frac{10}{60 - 40} = 0{}5\text{ saat} olur. 05 saat×60 dk/sa=30 dakika0{}5\text{ saat} \times 60\text{ dk/sa} = 30\text{ dakika} elde edilir.
2
İkinci hareket durumunda nehirdeki gidiş-dönüş süresini hesaplayınız.
Toplam süre 2 saat=120 dakika2\text{ saat} = 120\text{ dakika} olarak bulunur.
Akıntıya karşı giderken hızlar çıkarılır: vkars¸ı=246=18 km/sav_{\text{karşı}} = 24 - 6 = 18\text{ km/sa}. Alınan yol 18 km18\text{ km} olduğuna göre geçen süre t1=1818=1 saatt_1 = \frac{18}{18} = 1\text{ saat} olur. Akıntı yönünde giderken hızlar toplanır: vyo¨n=24+6=30 km/sav_{\text{yön}} = 24 + 6 = 30\text{ km/sa}. Alınan yol 30 km30\text{ km} olduğuna göre geçen süre t2=3030=1 saatt_2 = \frac{30}{30} = 1\text{ saat} olur. Toplam süre t1+t2=1+1=2 saatt_1 + t_2 = 1 + 1 = 2\text{ saat} olup, bu da 2×60=120 dakika2 \times 60 = 120\text{ dakika} eder.
3
Üçüncü hareket durumunda trenin tüneli geçme süresini hesaplayınız.
Tüneli tamamen geçme süresi 30 saniye30\text{ saniye} olarak bulunur.
Trenin tüneli tamamen geçebilmesi için alması gereken toplam yol x=tren boyu+tu¨nel boyu=150+600=750 mx = \text{tren boyu} + \text{tünel boyu} = 150 + 600 = 750\text{ m}'dir. Saatteki hızı 90 km90\text{ km} olan trenin hızı metre/saniye cinsinden v=90×10003600=25 m/snv = 90 \times \frac{1000}{3600} = 25\text{ m/sn} olur. Geçen süre t=xv=75025=30 saniyet = \frac{x}{v} = \frac{750}{25} = 30\text{ saniye} olarak elde edilir.

Anahtar Kavram

Hız, zaman ve yol arasındaki temel ilişki olan Yol = Hız x Zaman formülü ile bu formülün bağıl hız, nehir akıntısı ve tünel geçişi gibi özel durumlarına uygulanması.

Alternatif Yöntem

Birim dönüşümlerine dikkat ederek, kilometre/saat cinsinden verilen hızları metre/saniye cinsine çevirmek için hız değerini doğrudan 518\frac{5}{18} ile çarpmak hesaplama kolaylığı sağlar. Örneğin: 90×518=25 m/sn90 \times \frac{5}{18} = 25\text{ m/sn}.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla