Bir öğrenci fizik laboratuvarında aşağıdaki büyüklükleri ölçüyor:
- Kütle: 2 kg
- Hız: 3 m/s doğu yönünde
- Sıcaklık: 25°C
- Yer değiştirme: 5 m kuzey yönünde
Bu ölçümlerden hangileri vektörel büyüklüktür?
A) Kütle ve sıcaklık
B) Hız ve yer değiştirme
C) Kütle ve hız
D) Sıcaklık ve yer değiştirme
Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için öncelikle fiziksel büyüklüklerin iki temel türünü, yani skaler ve vektörel büyüklükleri iyi anlamamız gerekiyor.
- Skaler Büyüklükler: Sadece bir sayı (büyüklük) ve birim ile tamamen tanımlanabilen büyüklüklerdir. Yön bilgisi içermezler. Örneğin, kütle, sıcaklık, zaman, hacim, enerji skaler büyüklüklerdir.
- Vektörel Büyüklükler: Hem bir sayı (büyüklük) hem de bir yön ile tanımlanabilen büyüklüklerdir. Yön bilgisi, bu büyüklükleri tam olarak ifade etmek için zorunludur. Örneğin, hız, kuvvet, ivme, yer değiştirme vektörel büyüklüklerdir.
Şimdi öğrencinin ölçtüğü büyüklükleri tek tek inceleyelim:
- Kütle: $2 \text{ kg}$ - Kütle, bir cismin madde miktarını ifade eder. Sadece büyüklüğü ($2 \text{ kg}$) ile tamamen tanımlanır. Hangi yöne doğru bir kütle olduğundan bahsedemeyiz. Bu nedenle kütle skaler bir büyüklüktür.
- Hız: $3 \text{ m/s}$ doğu yönünde - Hız, bir cismin birim zamanda aldığı yolun yanı sıra hangi yöne doğru hareket ettiğini de belirtir. Burada hem büyüklük ($3 \text{ m/s}$) hem de yön (doğu) verilmiştir. Bu nedenle hız vektörel bir büyüklüktür.
- Sıcaklık: $25^\circ\text{C}$ - Sıcaklık, bir maddenin atom veya moleküllerinin ortalama kinetik enerjisinin bir ölçüsüdür. Sadece büyüklüğü ($25^\circ\text{C}$) ile tamamen tanımlanır. Hangi yöne doğru bir sıcaklık olduğundan bahsedemeyiz. Bu nedenle sıcaklık skaler bir büyüklüktür.
- Yer değiştirme: $5 \text{ m}$ kuzey yönünde - Yer değiştirme, bir cismin ilk konumu ile son konumu arasındaki en kısa mesafeyi ve bu mesafenin yönünü ifade eder. Burada hem büyüklük ($5 \text{ m}$) hem de yön (kuzey) verilmiştir. Bu nedenle yer değiştirme vektörel bir büyüklüktür.
Yukarıdaki analizimize göre, ölçülen büyüklüklerden hız ve yer değiştirme vektörel büyüklüklerdir.
Şimdi seçenekleri kontrol edelim:
- A) Kütle ve sıcaklık (İkisi de skalerdir.)
- B) Hız ve yer değiştirme (İkisi de vektöreldir.)
- C) Kütle ve hız (Kütle skaler, hız vektöreldir.)
- D) Sıcaklık ve yer değiştirme (Sıcaklık skaler, yer değiştirme vektöreldir.)
Doğru seçenek, her iki büyüklüğün de vektörel olduğu B seçeneğidir.
Cevap B seçeneğidir.
