Sürat (Hız) İle İlgili Yazılar - Sürat (Hız) İle İlgili Açıklamalı Yazılar Nelerdir?

**Prof. Dr. Sinsi** · 09-11-2012

HIZ

, en genel tanımıyla, hareketli bir cismin belirli bir zaman aralığında aldığı yolun uzun*luğudur

Örneğin, hızı saatte 100 km olan bir otomobil hiç durmadan yol aldığında bir saat sonra başlangıç noktasından 100 km uzakta olacak demektir

Ama otomobil bu bir saat boyunca hep aynı hızla gidemez

Trafiğin ve yolun durumuna bağlı olarak bazen hızlanır, bazen yavaşlar

Bu nedenle, sözgelimi 200 kilometrelik yolu 4 saatte alan bir otomobilin ortalama hızı saatte 50 kilometredir

Yol boyunca bu ortalama hızın bazen üstüne çıkan, bazen altına düşen otomobilin sürücü*sü hız göstergesine bakarak ortalama hızını söyleyemez

Çünkü bu göstergede okunan değer anlık /nz'dır; yani ortalama hızın o anda ulaştığı sınır değeri ya da matematikteki tanımıyla limitidir

Bu otomobil örneğinde hız, hareketin yö*nünden bağımsız sayısal bir değer olarak alınmıştır

Otomobilin hızını hesaplarken, yol boyunca hep aynı doğrultuda gitmeyip yön değiştirmesi göz önüne alınmaz

Oysa fizikte hareketli bir cismin hızı hareketin yönüyle birlikte belirtilir ve cismin yalnızca o doğrul*tudaki konum değişikliği için geçerlidir

Ör*neğin çember biçiminde döşenmiş rayların üzerinde dolanan bir oyuncak treni ele alalım

Bu oyuncak trenin hızı sabittir; birim zaman*da hep aynı uzunlukta yol alır

Ama fizikteki tanımıyla hızı sabit ve düzgün sayılamaz, hareketi de düzgün doğrusal hareket değildir; çünkü birim zamanda aldığı yol eşit olsa da hareketin yönü sürekli değişmektedir

De*mek ki bir cismin düzgün doğrusal hareket yapabilmesi için hep aynı doğrultuda sabit bir hızla yol alması gerekir

Ne var ki bir cisim bu tanıma uygun düzgün hızını uzun süre koru*yamaz

Örneğin yüksekten bırakılan bir taş hep düşey doğrultuda aşağıya doğru düşer, ama düşme hızı saniyede 9,75 metre artar; yani her saniye 9,75 metre daha fazla yol alır

Bir cismin hızının belirli bir zaman aralığın-daki bu artış miktarına ivme denir

Düşen taş örneğinde ivme, düşüşün her saniyesi için, saniyede 9,75 metredir

Başka bir deyişle taşın ivmesi saniyede 9,75 metre bölü saniye ya da kısaca 9,75 m/sn2'dir

Eğer taş yukarıya fırlatılmış olsaydı düşey doğrultudaki hızı artmayacak, azalacaktı; bu yavaşlamaya ba*zen eksi ya da negatif ivme de denir

Düşey doğrultuda yukarıya fırlatılan taşın negatif ivmesi de 9,75 m/sn2'dir

Fizikte ivme, belirli bir doğrultudaki hızın (ister azalsın, ister artsın) zaman içindeki değişme oranı olarak tanımlanır

Örneğin, düz bir yolda kuzeye doğru giden bir otomobilin hızı 30 saniye içinde saatte 20 kilometreden saatte 50 kilo*metreye çıkmışsa, bu otomobilin 30 saniyelik süredeki ortalama ivmesi saniyede 1 km/sa*attir

Bir uçak ya da bir gemi için aynı anda iki ayrı doğrultuda iki ayrı hızdan söz edilebilir

Çünkü bir yandan uçağın ya da geminin motoru, öte yandan rüzgârın ya da deniz akıntısının itme kuvveti taşıta ters yönlerde iki ayrı hız kazandırır

Bu durumda taşıt bu iki itme kuvvetinin ortak etkisinden doğan bir bileşke hızı'yla yol alır

Örneğin bir uçak saatte 50 km hızla kuzeyden güneye doğru esen bir rüzgâra karşı saatte 900 km hızla kuzeye (ters yöne) uçuyorsa, bu uçağın yeryü*züne göre bileşke hızı kuzeye doğru saatte 850 kilometredir

Bileşke hızının itme kuvvetle*rinden hiçbirinin doğrultusuyla çakışmadığı biraz daha karmaşık bir örneği inceleyelim

Sözgelimi saatte 2 km hızla kuzeyden güneye doğru akan bir ırmağın karşı kıyısına ulaşmak üzere saatte 2 km hızla batıdan doğuya doğru yol alan bir kayığın bileşke hızı ne güneye, ne de doğuya yönelir

Bu hızın doğrultusunu, yani kayığın hangi yöne gideceğini ancak bir dik üçgen yardımıyla bulabiliriz

Bu üçgenin iki dik kenarından biri küreklerin itme kuvve*tinin, öbürü su akıntısının kayığa kazandırdığı hızı, dik açının karşısındaki üçüncü kenar olan hipotenüs ise kayığın bileşke hızını gös*terir

Hipotenüsün uzunluğu bileşke hızının büyüklüğünü, doğrultusu da bileşke hızının (kayığın) yönünü verir

Hipotenüsün uzunlu*ğunu bulmak için, bir dik üçgende dik kenar*ların karelerinin toplamının hipotenüsün ka*resine eşit olduğunu belirten Pisagor teore*minden yararlanılır

Örneğimizde dik kenarların uzunluğu 2 km olduğuna göre, hipotenüsün karesi 22 + 22 = 8'dir

8'in karekökü de yaklaşık 2,8 olduğundan söz konusu kayık saatte 2,8 km hızla güneydoğuya doğru yol alacaktır

Hareket etmekte olan iki cismin hızlarının doğrultusu da birbirlerine göre değişir

Örne*ğin hareket halindeki bir trenin ya da otomo*bilin içindeki bir yolcu, düşey doğrultuda yere doğru inen yağmur damlalarını eğik bir doğ*rultuda düşüyormuş gibi görür

Daha doğrusu yağmur damlalarının bu göreli hareketi dü*şeyle belirli bir açı yapar

Aynı nedenle, saatte 80 km hızla güneye doğru yol alan bir taşıtın hızı, saatte 40 km hızla kuzeye doğru giden başka bir taşıta göre saatte 120 kilomet*redir

Yani ikinci taşıttaki kişi, kuzeyden gelen taşıtı saatte 120 km hızla kendisine doğru yaklaşıyormuş gibi görür

Her zaman sabit olan ışık hızının dışında, bir gözlemcinin ölçtüğü bütün hızlar görelidir

09-11-2012	#2
Prof. Dr. Sinsi	Sürat (Hız) İle İlgili Yazılar - Sürat (Hız) İle İlgili Açıklamalı Yazılar Nelerdir? HIZ , en genel tanımıyla, hareketli bir cismin belirli bir zaman aralığında aldığı yolun uzunluğudur Örneğin, hızı saatte 100 km olan bir otomobil hiç durmadan yol aldığında bir saat sonra başlangıç noktasından 100 km uzakta olacak demektir Ama otomobil bu bir saat boyunca hep aynı hızla gidemez Trafiğin ve yolun durumuna bağlı olarak bazen hızlanır, bazen yavaşlar Bu nedenle, sözgelimi 200 kilometrelik yolu 4 saatte alan bir otomobilin ortalama hızı saatte 50 kilometredir Yol boyunca bu ortalama hızın bazen üstüne çıkan, bazen altına düşen otomobilin sürücüsü hız göstergesine bakarak ortalama hızını söyleyemez Çünkü bu göstergede okunan değer anlık /nz'dır; yani ortalama hızın o anda ulaştığı sınır değeri ya da matematikteki tanımıyla limitidir Bu otomobil örneğinde hız, hareketin yönünden bağımsız sayısal bir değer olarak alınmıştır Otomobilin hızını hesaplarken, yol boyunca hep aynı doğrultuda gitmeyip yön değiştirmesi göz önüne alınmaz Oysa fizikte hareketli bir cismin hızı hareketin yönüyle birlikte belirtilir ve cismin yalnızca o doğrultudaki konum değişikliği için geçerlidir Örneğin çember biçiminde döşenmiş rayların üzerinde dolanan bir oyuncak treni ele alalım Bu oyuncak trenin hızı sabittir; birim zamanda hep aynı uzunlukta yol alır Ama fizikteki tanımıyla hızı sabit ve düzgün sayılamaz, hareketi de düzgün doğrusal hareket değildir; çünkü birim zamanda aldığı yol eşit olsa da hareketin yönü sürekli değişmektedir Demek ki bir cismin düzgün doğrusal hareket yapabilmesi için hep aynı doğrultuda sabit bir hızla yol alması gerekir Ne var ki bir cisim bu tanıma uygun düzgün hızını uzun süre koruyamaz Örneğin yüksekten bırakılan bir taş hep düşey doğrultuda aşağıya doğru düşer, ama düşme hızı saniyede 9,75 metre artar; yani her saniye 9,75 metre daha fazla yol alır Bir cismin hızının belirli bir zaman aralığın-daki bu artış miktarına ivme denir Düşen taş örneğinde ivme, düşüşün her saniyesi için, saniyede 9,75 metredir Başka bir deyişle taşın ivmesi saniyede 9,75 metre bölü saniye ya da kısaca 9,75 m/sn2'dir Eğer taş yukarıya fırlatılmış olsaydı düşey doğrultudaki hızı artmayacak, azalacaktı; bu yavaşlamaya bazen eksi ya da negatif ivme de denir Düşey doğrultuda yukarıya fırlatılan taşın negatif ivmesi de 9,75 m/sn2'dir Fizikte ivme, belirli bir doğrultudaki hızın (ister azalsın, ister artsın) zaman içindeki değişme oranı olarak tanımlanır Örneğin, düz bir yolda kuzeye doğru giden bir otomobilin hızı 30 saniye içinde saatte 20 kilometreden saatte 50 kilometreye çıkmışsa, bu otomobilin 30 saniyelik süredeki ortalama ivmesi saniyede 1 km/saattir Bir uçak ya da bir gemi için aynı anda iki ayrı doğrultuda iki ayrı hızdan söz edilebilir Çünkü bir yandan uçağın ya da geminin motoru, öte yandan rüzgârın ya da deniz akıntısının itme kuvveti taşıta ters yönlerde iki ayrı hız kazandırır Bu durumda taşıt bu iki itme kuvvetinin ortak etkisinden doğan bir bileşke hızı'yla yol alır Örneğin bir uçak saatte 50 km hızla kuzeyden güneye doğru esen bir rüzgâra karşı saatte 900 km hızla kuzeye (ters yöne) uçuyorsa, bu uçağın yeryüzüne göre bileşke hızı kuzeye doğru saatte 850 kilometredir Bileşke hızının itme kuvvetlerinden hiçbirinin doğrultusuyla çakışmadığı biraz daha karmaşık bir örneği inceleyelim Sözgelimi saatte 2 km hızla kuzeyden güneye doğru akan bir ırmağın karşı kıyısına ulaşmak üzere saatte 2 km hızla batıdan doğuya doğru yol alan bir kayığın bileşke hızı ne güneye, ne de doğuya yönelir Bu hızın doğrultusunu, yani kayığın hangi yöne gideceğini ancak bir dik üçgen yardımıyla bulabiliriz Bu üçgenin iki dik kenarından biri küreklerin itme kuvvetinin, öbürü su akıntısının kayığa kazandırdığı hızı, dik açının karşısındaki üçüncü kenar olan hipotenüs ise kayığın bileşke hızını gösterir Hipotenüsün uzunluğu bileşke hızının büyüklüğünü, doğrultusu da bileşke hızının (kayığın) yönünü verir Hipotenüsün uzunluğunu bulmak için, bir dik üçgende dik kenarların karelerinin toplamının hipotenüsün karesine eşit olduğunu belirten Pisagor teoreminden yararlanılır Örneğimizde dik kenarların uzunluğu 2 km olduğuna göre, hipotenüsün karesi 22 + 22 = 8'dir 8'in karekökü de yaklaşık 2,8 olduğundan söz konusu kayık saatte 2,8 km hızla güneydoğuya doğru yol alacaktır Hareket etmekte olan iki cismin hızlarının doğrultusu da birbirlerine göre değişir Örneğin hareket halindeki bir trenin ya da otomobilin içindeki bir yolcu, düşey doğrultuda yere doğru inen yağmur damlalarını eğik bir doğrultuda düşüyormuş gibi görür Daha doğrusu yağmur damlalarının bu göreli hareketi düşeyle belirli bir açı yapar Aynı nedenle, saatte 80 km hızla güneye doğru yol alan bir taşıtın hızı, saatte 40 km hızla kuzeye doğru giden başka bir taşıta göre saatte 120 kilometredir Yani ikinci taşıttaki kişi, kuzeyden gelen taşıtı saatte 120 km hızla kendisine doğru yaklaşıyormuş gibi görür Her zaman sabit olan ışık hızının dışında, bir gözlemcinin ölçtüğü bütün hızlar görelidir