Sabit Hızla Hareket: Düzgün Doğrusal Hareket Nedir?

Sabit Hızla Hareket: Düzgün Doğrusal Hareket
Harekete giriş bölümümüzde cisimlerin farklı biçimlerde hareket edebildiğini belirtmiştik. Şu ana kadar hareket için ortaya koyduğumuz konum, yer değiştirme ve hız gibi kavramlarla farklı hareket biçimlerini inceleyebiliriz. Fakat, şimdilik bu hareket biçimlerinden en basitine, bir doğru boyunca olan harekete odaklanacağız. Bu hareket biçimi doğrusal hareket olarak adlandırılır. Düz bir yolda ilerleyen araçlar veya trenler, asansörler, yürüyen merdivenler doğrusal hareket yaparlar (Şekil 3.8). Çünkü bütün bu araçların hareketi bir doğru boyuncadır. Bir doğru boyunca olan harekette, hızın büyüklüğü değişmiyorsa bu hareket düzgün doğrusal hareket olarak adlandırılır.
duz-yolda-ilerleyen.trenler

Doğrusal hareketi incelemek bize bazı kolaylıklar sağlar. Örneğin doğrusal harekette yön değişikliği olmadığı için vektörel büyüklüklerle yapılacak olan işlemler de basittir. Ayrıca doğrusal olmayan hareket biçimlerini küçük zaman dilimlerinde doğrusal harekete benzeterek inceleyebiliriz. Örneğin bir otomobilin çembersel bir yolu takip ederek dönme hareketi yap-tığını düşünelim. Bu yolu Şekil 3.10’daki gibi çok küçük parçalara bölersek aslında bu parçaları birer doğru parçası olarak kabul edebiliriz. Dolayısı ile bu aralıklardaki hareketler doğrusal harekete benzetilebilir. Şimdi doğrusal hareketi bir örnek üzerinden inceleyelim.

cembersel-yoldaki-dogru-parcalari

Bir doğru boyunca sabit hızla hareket eden bir otomobilin motoru 10 s aralıklarla yağ damlatmaktadır. Karayolundaki yağ damlalarının konumları Şekil 3.10’deki gibi gösterilmiş olsun.

cembersel-yoldaki-dogru-parcalari-tablosu

Şimdi ise, otomobilin konumunun zamanla nasıl değiştiğini bir grafik üzerinde inceleyelim. Tablo 3.4 yardımıyla zamana bağlı konum grafiğini kolayca çizebiliriz. Bu grafik, Şekil 3.11’deki gibi olacaktır.

konum-zaman-grafigi

Grafikteki konum değerleri arasındaki mesafeler yer değiştirmeyi göstermektedir. Grafik incelendiğinde, otomobilin eşit zaman aralıklarında eşit yer değiştirmeler yaptığı görülmektedir. Bir cismin hızını, o cismin yer değiştirmesinin geçen süreye oranı olarak ifade etmiştik. Otomobilin farklı zaman aralıklarındaki hızının aşağıdaki bağıntıya göre hesaplanan değerleri Tablo 3.5’te verilmiştir. Tablodan da açıkça görüldüğü gibi bütün zaman dilimlerinde otomobilin hızı aynıdır. Bir başka deyişle, düzgün doğrusal harekette anlık hız ve ortalama hız aynı değerleri almaktadır.

harekete-ait-zaman

yerdegistirme-hiz-degerleri

Otomobilin eşit zaman aralıklarında eşit yer değiştirmeler yapması, hızının sabit oldu­ğunu göstermektedir. Elde ettiğimiz değerlerden otomobilin hız – zaman grafiğini çizersek bunu net bir şekilde görebiliriz (Şekil 3.12).

hiz-zaman-grafigi

Düzgün doğrusal harekette cismin hızının büyüklüğü sabit olduğundan cismin belirli bir zaman aralığındaki yer değiştirmesi aşağıdaki gibi ifade edilir.
yerdegistirme-grafigi

Bu matematiksel ifadeden elde edilen yer değiştirme değeri, hız – zaman grafiğinin altında kalan alana eşittir. Herhangi bir zaman dilimi için cisimlerin ne kadarlık yer değiş¬tirme yaptığını, hız – zaman grafiğinin altında kalan alanı (söz konusu zaman aralığında) hesaplayarak bulabiliriz.
Düzgün doğrusal harekette konum – zaman grafiğinden hızı, hız – zaman grafiğinden ise yer değiştirmeyi elde edebileceğimizi gördük. Bu değerleri kullanarak konum – zaman grafiğinden hız – zaman grafiğini veya hız – zaman grafiğinden konum-zaman grafiğini elde edebiliriz.
Şimdi bunu bir örnek üzerinde inceleyelim. Bir aracın hareketine ait Şekil 3.13’te veri­len hız-zaman grafiğini yorumlayarak hareketlinin konum- zaman grafiğini çizelim.

hiz-zaman-grafigii

Hız-zaman grafiği incelendiğinde, hareketlinin 0.-4. saniye aralığında 10 m/s’lik sabit hızla ilerlediği görülmektedir. Hız – zaman grafiğinin altında kalan alanı 0.-4. saniye aralı¬ğında hesaplayarak aracın bu aralıkta 40 m yer değiştirdiğini buluruz.
4.-8. saniye aralığında aracın hızı sıfırdır ve bu nedenle araç yer değiştirmemiştir.
8.-14. saniye aralığında aracın hızı -5 m/s’dir. Hızın “-” olması yer değiştirmenin yönü¬nü göstermektedir. Yani aracımız bu süre içinde ters yönde ilerlemektedir. 8.-14. saniye aralığında grafiğin altında kalan alanı -30 m olarak hesaplarız. Elde ettiğimiz değerlerden hareketlinin konum – zaman grafiğini çizelim (Şekil 3.14).
konum-zaman-grafigii

 

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir