Bir atlet, yarıçapı $R$ olan dairesel bir koşu parkurunda antrenman yapmaktadır. Atlet, parkurun başlangıç noktasından başlayıp tam bir tur atarak aynı noktaya geri dönüyor. Bu süreçte atletin ortalama hızı ve ortalama sürati için aşağıdakilerden hangisi doğru bir ifadedir?
A) Ortalama hızı sıfırdır, ortalama sürati sıfırdır.
B) Ortalama hızı sıfırdır, ortalama sürati sıfırdan farklıdır.
C) Ortalama hızı sıfırdan farklıdır, ortalama sürati sıfırdır.
D) Ortalama hızı sıfırdan farklıdır, ortalama sürati sıfırdan farklıdır.
Merhaba sevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım ve anlaşılır bir şekilde çözelim. Unutmayın, fizik problemlerini çözerken kavramları doğru anlamak çok önemlidir.
- Ortalama Hız Kavramı: Ortalama hız, bir cismin belirli bir zaman aralığındaki toplam yer değiştirmesinin, bu zaman aralığına oranıdır. Yani, $\text{Ortalama Hız} = \frac{\text{Toplam Yer Değiştirme}}{\text{Geçen Zaman}}$ şeklinde ifade edilir.
- Ortalama Sürat Kavramı: Ortalama sürat ise, bir cismin belirli bir zaman aralığındaki toplam katettiği mesafenin, bu zaman aralığına oranıdır. Yani, $\text{Ortalama Sürat} = \frac{\text{Toplam Mesafe}}{\text{Geçen Zaman}}$ şeklinde ifade edilir.
- Sorunun İncelenmesi: Atlet dairesel parkurda bir tam tur atarak başladığı noktaya geri dönüyor. Bu durumda, atletin yer değiştirmesi sıfırdır. Çünkü yer değiştirme, başlangıç ve bitiş noktaları arasındaki en kısa mesafedir ve atlet aynı noktaya geri döndüğü için bu mesafe sıfırdır.
- Ortalama Hızın Hesaplanması: Yer değiştirme sıfır olduğu için, ortalama hız da sıfır olacaktır. Çünkü $\text{Ortalama Hız} = \frac{0}{\text{Geçen Zaman}} = 0$ olur.
- Ortalama Süratin Hesaplanması: Atlet bir tam tur attığı için belirli bir mesafe katetmiştir. Dairesel parkurun çevresi $2\pi R$ olduğuna göre, atletin katettiği toplam mesafe $2\pi R$ kadardır. Bu durumda, ortalama sürat sıfırdan farklıdır. Çünkü $\text{Ortalama Sürat} = \frac{2\pi R}{\text{Geçen Zaman}} \neq 0$ olur.
Sonuç olarak, atletin ortalama hızı sıfırdır, ancak ortalama sürati sıfırdan farklıdır.
Cevap B seçeneğidir.
