Sabit Hızlı Hareket (Düzgün Doğrusal Hareket) 🏃♂️
Sabit hızlı hareket, bir cismin eşit zaman aralıklarında eşit yer değiştirmeler yaptığı, yani hızının hem büyüklük hem de yön olarak değişmediği hareket türüdür. Bu harekete düzgün doğrusal hareket de denir. Bir cismin sabit hızlı hareket yapabilmesi için üzerine etki eden net kuvvetin sıfır olması gerekir (Newton'ın Birinci Yasası). Kısaca ivme sıfırdır.
Temel Kavramlar ve Formüller 📐
- Hız (Vektörel): Birim zamanda gerçekleşen yer değiştirmedir. Yönü ve büyüklüğü vardır. Birimi m/s'dir.
- Sürat (Skaler): Birim zamanda alınan yoldur. Sadece büyüklüğü vardır. Birimi m/s'dir.
- Yer Değiştirme (\(\Delta x\), Vektörel): Cismin ilk konumu ile son konumu arasındaki en kısa vektörel mesafedir.
- Alınan Yol (x, Skaler): Cismin hareketi boyunca katettiği toplam mesafedir.
Formül:
Sabit hızlı harekette hız, yer değiştirmenin zamana oranıdır:
\( v = \frac{\Delta x}{\Delta t} \)
Burada;
- \(v\): Hız (m/s)
- \(\Delta x\): Yer değiştirme (m)
- \(\Delta t\): Zaman (s)
Sabit Hızlı Harekette Grafikler 📊
1. Konum-Zaman Grafiği (x-t Grafiği)
Sabit hızlı harekette cisim eşit zaman aralıklarında eşit yer değiştirdiği için, konum-zaman grafiği doğrusal bir çizgi şeklinde olur. Bu doğrunun eğimi (tanjantı) cismin hızını verir.
- Eğim pozitif ise hız pozitif (+v).
- Eğim negatif ise hız negatif (-v).
- Eğim sıfır ise cisim durmaktadır (hız sıfır).
2. Hız-Zaman Grafiği (v-t Grafiği)
Hız sabit olduğu için, hız-zaman grafiği zaman eksenine paralel düz bir çizgi şeklindedir.
- Grafiğin altında kalan alan, cismin yer değiştirmesini verir.
- Grafiğin eğimi ivmeyi verir (sabit hızlı harekette ivme sıfırdır, bu yüzden eğim sıfırdır).
3. İvme-Zaman Grafiği (a-t Grafiği)
Sabit hızlı harekette cismin ivmesi sıfır olduğu için, ivme-zaman grafiği zaman ekseni üzerinde (\(a=0\)) bir çizgi şeklindedir.
Çözümlü Örnek 💡
Soru: Düz bir yolda 20 m/s sabit hızla hareket eden bir araç, 15 saniye sonra kaç metre yer değiştirir?
Çözüm:
Verilenler:
- Hız (\(v\)) = 20 m/s
- Zaman (\(\Delta t\)) = 15 s
Yer değiştirme (\(\Delta x\)) formülü \(v = \frac{\Delta x}{\Delta t}\) olduğundan, \(\Delta x = v \cdot \Delta t\) şeklinde yazılır.
\(\Delta x = 20 \, \text{m/s} \cdot 15 \, \text{s}\)
\(\Delta x = 300 \, \text{m}\)
Araç 15 saniye sonra 300 metre yer değiştirir.
Günlük Hayattan Örnekler 🌍
Sabit hızlı harekete tam anlamıyla kusursuz bir örnek bulmak zordur, çünkü sürtünme gibi dış etkenler her zaman mevcuttur. Ancak yaklaşık olarak şu durumlar örnek verilebilir:
- Düz bir yolda, hız sabitleme (cruise control) sistemi açık olan bir otomobilin kısa süreli hareketi.
- Sürtünmesiz bir ortamda (örneğin uzay boşluğunda) itildikten sonra kendi halinde hareket eden bir cisim.
- Düz bir bant üzerinde sabit hızla ilerleyen bir ürün.
Önemli Hatırlatmalar ve İpuçları ✨
- Sabit hızlı harekette ivme her zaman sıfırdır (\(a=0\)).
- Hız vektörel, sürat skalerdir. Sabit hızlı harekette hızın büyüklüğü sürate eşittir.
- Grafik sorularında eğim ve alan hesaplamalarına dikkat edin. Konum-zaman grafiğinin eğimi hızı, hız-zaman grafiğinin alanı yer değiştirmeyi verir.
- Yön değişimi olursa hız sabit kalmaz, bu durumda sabit hızlı hareketten bahsedilemez, sadece sürat sabit kalabilir (örneğin düzgün çembersel hareket).
