Ölçme, Birimler, Fiziksel Büyüklükler ve Kinematik
“The International System of Units” (SI) ya da Türkçe ifadesiyle Uluslararası Birimler Sistemi’dir.
Bu sistemde yer alan temel büyüklük ölçüleri nelerdir?
• Uzunluk, metre (m)
• Kütle, kilogram (kg)
• Zaman, saniye (s)
• Elektrik akım şiddeti, amper (A)
• Termodinamik sıcaklık, kelvin (K)
• Madde miktarı, mole (mol)
• Işık şiddeti, kandela (Cd)
Bilimin birçok alanında üskatlar ve askatların kullanım şeklini ve amacını açıklayınız.
Bilimsel bir metinde geçen sayısal ifadelerin kolay bir biçimde takip edilebilir ve anlaşılabilir olması
herkesin arzusudur. Bu ve buna benzer gerekçelerle fizik ve matematik gibi bilimin birçok alanında çok büyük ve çok küçük sayıları yazarken ifade biçimini kolaylaştırmak adına üskatlar ve askatlar kullanılmaktadır.
Koordinat sistemleri genel manada hangi amaç ile kullanılır?
Koordinat sistemleri genel manada canlı veya cansız, büyük ya da küçük belirli nesnelerin konumunu tarif etmek amacıyla kullanılmaktadır.
Kinematik kavramını kısaca açıklayınız.
Kinematik bir hareketlinin, hareketine dair mevcut durumunu tanımlarken kullanılan yer değiştirme,
alınan yol, zaman, hız ve ivme gibi büyüklükler arasındaki mevcut bağıntıları ele almakta ve incelemektedir
Alınan yol ve yer değiştirme kavramlarının arasındaki farkı bir örnek ile açıklayınız.
Alınan yol ve yer değiştirme sıklıkla karıştırılan iki büyüklük arasında yer almaktadır. Oysa
durum oldukça basittir. Evden sabah çıkıp okula giden ve nihayet dersleri bitince eve dönen bir
öğrenci hiç şüphesiz belirli bir yol almıştır. Fakat öğrenci okul bitiminde eve döndüğü için toplam yer değiştirmesi sıfırdır. Çünkü başladığı noktaya yani eve geri dönmüştür. Bir canlı veya bir nesne
günün sonunda başladığı yere geri dönüyorsa yer değiştirmesi sıfırdır. Fakat bu durumda alınan yol
sıfırdan farklı bir değerdir.
İvme ölçüsünü kısaca açıklayınız.
İvme bir hareketlinin hızındaki değişimin şiddetinin bir ölçüsüdür. Yani hızdaki değişim ne kadar kısa
sürede meydana geliyor ise ivme de o denli yüksek değerlere sahip olur. İvme vektörel bir büyüklüktür.
Düzgün doğrusal hareketi kısaca açıklayınız.
Şayet bir cisim düz bir yol boyunca eşit zaman dilimlerinde eşit miktarlarda yol alıyor ise bu cisim düzgün doğrusal hareket ediyor, denilir
Düzgün değişen doğrusal hareketi açıklayınız.
Bir doğru boyunca hareket eden bir aracın hızı eşit zaman aralıklarında eşit miktarlarda artış gösteriyorsa bu araç için düzgün değişen doğrusal hareket ediyor, denilir.
Skaler ve Vektörel Büyüklükleri kısaca açıklayınız.
Fizikte iki temel büyüklük mevcuttur. Bunlar skaler ve vektörel büyüklüklerdir. Vektörel büyüklükler skalerlerden farklı olarak bir doğrultu üzerinde bir yöne sahiptir. Örneğin zaman, enerji, kütle gibi kavramlar skaler birer büyüklük iken yer değiştirme, kuvvet ve hız gibi kavramlar vektörel büyüklüklerdir. Skaler kavramlarda cebirsel toplam doğrudan yapılabilir fakat vektörlerde yön faktörü göz önünde tutulmalıdır.
10 μm kaç metredir?
μ yerine 10 üzeri -6 yazılabilir. Bu durumda cevap 0.000001m olur.
10 Fm kaç metredir?
F yerine 10-15 yazılabilir. Bu durumda cevap 10-14 metredir.
Bir dik üçgenin hipotenüsü 15 birim uzunluğunda ise dik kenarlardan biri en fazla kaç birim uzunluğunda olabilir?
Bir dik üçgende hipotenüs en uzun kenardır. Dolayısıyla hipotenüs 15 birim ise diğer kenarlardan herhangi biri bu değere eşit veya bunun üzerinde olamaz.
Bir dik üçgenin en uzun kenarı 10 birim ve dik kenarlarından biri 6 birim ise diğer dik kenarın
uzunluğu kaç birimdir?
Pisagor bağıntısı yardımıyla,
c2 = a2 + b2
102 = 62 + b2 eşitliğinden, b = 64
elde edilir ve b = 8 birim olarak bulunur.
Doğu yönünde 100 N’luk bir vektör -3 gibi bir skalerle çarpılırsa bu kuvvetin yönü ve şiddeti ne
olur?
Bir vektör negatif bir skalerle çarpıldığında yönü değişir. Bu durumda vektörün doğu olan
yönü, batı olur. Şiddet ise daima pozitif olup ilgili sayıların çarpımıdır. Bu durumda vektörün şiddeti 300 N olur.
Bir X vektörünün şiddeti 44 birimdir. Bileşenlerinden bir tanesinin şiddeti 39 birim ise diğer bileşenin
şiddetini bulunuz.
Pisagor bağıntısı gereği,
A2 = A2x + A2y yazılabilir. Burada farz edelim ki Ax=39 birim olsun. Bu durumda 442= 392+ A2y ifadesi yazılabilir. Buradan Ay = 5 birim olarak bulunur.
Durgun hâlden doğrusal bir yol boyunca harekete başlayan bir araç 10m/s2’lik ortalama bir ivme ile
hareket etmektedir. Bu araç 100m/s’lik hıza ne kadar sürede ulaşır?
Taşıt durgun hâlden harekete geçmiştir. Dolayısıyla ilk hızı v1 sıfırdır. Ortalama ivmesi ise 10m/s2
’dir. Bu durumda,
formülünden t = 10s olarak bulunur.
Bir araç 72 km/h’lik sabit bir hızla doğrusal bir yol üzerinde hareket etmektedir. Bu aracın 10 dakika
içerisinde alacağı yol kaç km dir?
Burada ilk yapılması gereken 72 km/h ifadesini m/s cinsinden yazmaktır. 1km=1000m ve 1h=3600s
olduğu bilinmektedir. 72000/3600 = 20 (araç saniyede 20m yol kat etmektedir.)
Araç için sorulan 10 dakikada ne kadar yol aldığıdır. 10 dakika =10.60 s=600 s’dir.
x = x0 + vt ifadesinde, x0 = 0 alalım, yani hareketin başlangıç noktası orijin olsun. Bu durumda alınan yol;
x = x0 + vt = 0+20 m/s .600s = 12000m = 12km
+x ekseni yönünde 5 m/s’lik sabit bir hızla x =10m noktasından harekete başlayan bir aracın 20 s sonunda orijine olan uzaklığını bulunuz.
Burada x0= 10m noktasıdır, yani araç hareketine başlarken orijine olan uzaklığı 10m’dir. Dolayısıyla,
x = x0 + vt denkleminde bilinen ifadeler yerine konulursa
x =10m+5 m/s.20s =110m
olarak bulunur. Aslında araç 10s içerisinde 100m yol alır. Fakat soruda 10s sonunda orijine olan uzaklık sorulduğundan cevap 110m’dir.
40 m/s hızla giden bir araç aniden 8 m/s2'lik bir ivmeyle yavaşlamaya başlıyor. Bu araç durmadan önce kaç metre yol alır?
Bu soruda zamana dair bilgi yoktur. Doğrudan zamansız hız denklemi kullanılabilir. Bu denklemde araç nihayetinde durduğu için son hız v = 0 alınmalıdır. Yine aracın yavaşlamaya başladığı noktayı x0 = 0 alalım.
Ayrıca dikkat edilmesi gereken bir husus da aracın +x yönünde hareket ettiği varsayılırsa araç yavaşladığı için denklemde yerine konulurken ivmenin -8m/s2 olarak alınması gerektiğidir. Bu durumda:
v2 = v20 + 2α(x-x0) denklemi, 0 = (40m/s)2 + 2.( −8 m/s2)(x − 0) eşitliğinden, x = 100m olarak bulunur.
Yani araç durana kadar 100m yol almıştır. Bu noktada araç kaç saniye içerisinde durmuştur, sorusu da sorulabilir. Bu durumda; v = v0 + αt denklemi kullanılırsa 0 = 40 m/s + (−8 m/s2).t eşitliğinden, cevap 5s olarak bulunur.
İki Boyutta Kartezyen Koordinat Sistemini açıklayınız.
Koordinat sistemleri artık mobil uygulamalara kadar inerek günlük yaşantımızın bir parçası olmuştur. İki boyutta kartezyen koordinat sisteminin x ve y olmak üzere iki bileşeni (ekseni) vardır. Bu eksenler birbirinediktir. Koordinat üzerinde bir A noktası A(m;n) şeklinde ifade edilir. Burada m ile verilen A noktasının x ekseni üzerindeki izdüşümü, n ile verilen ifade ise y ekseni üzerindeki izdüşümüdür. Bir dik üçgenin en uzun kenarı hipotenüs olup dik kenarlarından herhangi biri bu uzunluktan daha fazla olamaz. Yine bir dik üçgende iki adet dar açı ve bir adet 90°lik açı mevcuttur.