Sabit hızlı hareket hız zaman grafiği Test 2

Sabit hızla hareket eden bir cisim için aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

A) Potansiyel enerjisi sabittir
B) Kinetik enerjisi değişmez
C) Mekanik enerjisi azalır
D) İvmesi artar

Sevgili öğrenciler,

Bu soruda, sabit hızla hareket eden bir cisim için hangi ifadenin doğru olduğunu bulmamız isteniyor. "Sabit hız" ifadesi, cismin hem süratinin (hızının büyüklüğünün) hem de hareket yönünün değişmediği anlamına gelir. Bu, cismin hız vektörünün sabit olduğu anlamına gelir. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:

• A) Potansiyel enerjisi sabittir

  Potansiyel enerji, cismin konumuna (örneğin yer çekimi potansiyel enerjisi için yerden yüksekliğine) bağlıdır. Eğer cisim sabit hızla yukarı veya aşağı doğru hareket ediyorsa, yüksekliği değişeceği için potansiyel enerjisi de değişir. Sadece yatay düzlemde sabit hızla hareket ediyorsa potansiyel enerjisi sabit kalır. Dolayısıyla bu ifade her zaman doğru değildir.

• B) Kinetik enerjisi değişmez

  Kinetik enerji, cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir ve $E_k = \frac{1}{2}mv^2$ formülü ile hesaplanır. Burada 'm' cismin kütlesi, 'v' ise cismin süratidir (hızının büyüklüğü). Soru bize cismin sabit hızla hareket ettiğini söylüyor. Bu durumda cismin kütlesi 'm' sabit, sürati 'v' de sabittir. Kütle ve sürat sabit olduğuna göre, kinetik enerjisi $E_k$ da değişmez, yani sabittir. Bu ifade doğrudur.

• C) Mekanik enerjisi azalır

  Mekanik enerji, kinetik enerji ile potansiyel enerjinin toplamıdır ($E_m = E_k + E_p$). B seçeneğinde kinetik enerjinin sabit olduğunu bulduk. Eğer cisim sabit hızla yukarı çıkıyorsa potansiyel enerjisi artar, dolayısıyla mekanik enerjisi de artar. Eğer aşağı iniyorsa potansiyel enerjisi azalır, mekanik enerjisi de azalır. Yatayda hareket ediyorsa mekanik enerjisi sabit kalır. Bu nedenle mekanik enerjinin her zaman azaldığını söyleyemeyiz.

• D) İvmesi artar

  İvme, hızdaki değişim miktarıdır. Bir cisim sabit hızla hareket ediyorsa, hızı değişmiyor demektir. Hız değişmediği için ivmesi sıfırdır. İvmenin artması bir yana, ivmesi yoktur. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır.

Yukarıdaki incelemeler sonucunda, sabit hızla hareket eden bir cisim için her zaman doğru olan ifadenin kinetik enerjisinin değişmemesi olduğu sonucuna varırız.

Cevap B seçeneğidir.