🎓 11. sınıf fizik 2. dönem 1. yazılı 1. senaryo Test 1 - Ders Notu
Sevgili öğrenciler, bu ders notu 11. sınıf fizik 2. dönem 1. yazılı sınavınızda karşınıza çıkabilecek temel konuları kapsar. Sınavınız genellikle Çembersel Hareket, Basit Harmonik Hareket ve Kütle Çekim Kanunları üzerine odaklanacaktır.
📌 Çembersel Hareket
Bir cismin sabit bir nokta etrafında dairesel bir yörüngede hareket etmesidir. Bu hareketin anlaşılması için bazı temel kavramları bilmek önemlidir.
- Periyot (T): Cismin bir tam turu tamamlaması için geçen süredir. Birimi saniyedir (s).
- Frekans (f): Cismin bir saniyede attığı tur sayısıdır. Birimi Hertz (Hz) veya $s^{-1}$'dir. Periyot ile frekans arasında $T = \frac{1}{f}$ ilişkisi vardır.
- Çizgisel Hız (v): Cismin yörünge üzerindeki hızıdır. Yörüngeye teğettir. Formülü $v = \frac{2\pi r}{T} = 2\pi r f$'dir.
- Açısal Hız ($\omega$): Cismin birim zamanda taradığı açıdır. Birimi radyan/saniyedir (rad/s). Formülü $\omega = \frac{2\pi}{T} = 2\pi f$'dir. Çizgisel hız ile ilişkisi $v = \omega r$'dir.
- Merkezcil İvme ($a_m$): Hızın yönü sürekli değiştiği için oluşan ivmedir ve daima merkeze doğrudur. Formülleri $a_m = \frac{v^2}{r} = \omega^2 r$'dir.
- Merkezcil Kuvvet ($F_m$): Cismi çembersel yörüngede tutan, daima merkeze doğru olan kuvvettir. Newton'ın ikinci yasasına göre $F_m = m \cdot a_m$'dir. Formülleri $F_m = \frac{m v^2}{r} = m \omega^2 r$'dir.
⚠️ Dikkat: Merkezcil kuvvet, merkeze doğru etki eden net kuvvettir. "Merkezkaç kuvveti" diye bir kuvvet yoktur; bu, eylemsizlikten kaynaklanan bir yanılgıdır. Cisim, eylemsizliği nedeniyle teğet yönde hareket etme eğilimindedir.
💡 İpucu: Günlük hayatta çembersel hareket örnekleri: Dönme dolap, virajı alan araba, çamaşır makinesinin tamburu.
📌 Basit Harmonik Hareket (BHH)
Bir cismin denge konumu etrafında belirli bir periyotla gidip gelme hareketidir. Bu hareketin en bilinen örnekleri yay sarkacı ve basit sarkaçtır.
- Uzanım (x): Cismin denge konumundan olan anlık uzaklığıdır.
- Genlik (A): Cismin denge konumundan ulaşabildiği en büyük uzanımdır.
- Periyot (T): Cismin bir tam salınımı tamamlaması için geçen süredir.
- Yay Sarkacı: Bir yaya bağlı cismin yaptığı BHH'dir. Periyodu $T = 2\pi \sqrt{\frac{m}{k}}$ formülüyle bulunur. (m: kütle, k: yay sabiti)
- Basit Sarkaç: İpe bağlı bir kütlenin küçük açılarla yaptığı BHH'dir. Periyodu $T = 2\pi \sqrt{\frac{L}{g}}$ formülüyle bulunur. (L: ipin boyu, g: yer çekimi ivmesi)
- Hız ve İvme: BHH'de hız denge konumunda maksimum, uç noktalarda sıfırdır. İvme ise denge konumunda sıfır, uç noktalarda maksimumdur ve daima denge konumuna doğrudur.
💡 İpucu: Sarkaçların periyodu, salınım genliğine (küçük açılar için) ve kütlesine bağlı değildir. Yay sarkaçlarında ise kütle ve yay sabitine bağlıdır.
📌 Kütle Çekim ve Kepler Kanunları
Evrendeki kütleler arasındaki çekim kuvvetini ve gezegenlerin hareketini açıklar.
- Newton'ın Evrensel Kütle Çekim Kanunu: Her iki kütle birbirine doğru çekim kuvveti uygular. Bu kuvvet, kütlelerin çarpımıyla doğru, aralarındaki uzaklığın karesiyle ters orantılıdır. Formülü $F = G \frac{m_1 m_2}{r^2}$'dir. (G: Evrensel çekim sabiti)
- Kütle Çekim Alanı (g): Birim kütleye etki eden çekim kuvvetidir. Dünya yüzeyindeki yer çekimi ivmesi (g) de bir kütle çekim alanıdır. Formülü $g = G \frac{M}{r^2}$'dir.
- Kepler Kanunları: Gezegenlerin Güneş etrafındaki hareketlerini açıklayan üç kanundur.
- 1. Kanun (Yörüngeler Kanunu): Gezegenler, odaklarından birinde Güneş bulunan elips şeklinde yörüngelerde dolanır.
- 2. Kanun (Alanlar Kanunu): Gezegeni Güneş'e birleştiren doğru parçası, eşit zaman aralıklarında eşit alanlar tarar. Bu, gezegenin Güneş'e yaklaştıkça hızlandığı, uzaklaştıkça yavaşladığı anlamına gelir.
- 3. Kanun (Periyotlar Kanunu): Gezegenlerin yörünge yarıçaplarının küpünün, periyotlarının karesine oranı sabittir. $\frac{r^3}{T^2} = K$ (sabit).
- Uydu Hareketi: Bir gezegen etrafında dolanan uydular için merkezcil kuvveti, kütle çekim kuvveti sağlar. $G \frac{M_{gezegen} m_{uydu}}{r^2} = \frac{m_{uydu} v^2}{r}$.
⚠️ Dikkat: Kütle çekim kuvveti her zaman çekici bir kuvvettir ve iki kütle arasında karşılıklı olarak etki eder.
📝 Ek Bilgi: Uyduların yörünge hızları, gezegenin kütlesine ve yörünge yarıçapına bağlıdır, uydunun kendi kütlesine bağlı değildir.
