Bir cisim düzgün çembersel hareket yapmaktadır. Çembersel hareketle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Cismin çizgisel sürati sabittirMerhaba sevgili öğrenciler!
Düzgün çembersel hareket, fiziğin temel konularından biridir ve günlük hayatta birçok örneğini görürüz (dönen bir tekerlek, dönme dolap, gezegenlerin yaklaşık yörüngeleri vb.). Bu hareketi iyi anlamak için her bir kavramı dikkatlice inceleyelim.
Düzgün çembersel hareket yapan bir cisim için aşağıdaki ifadeleri adım adım değerlendirelim:
Düzgün çembersel hareketin tanımında "düzgün" kelimesi, cismin yörünge üzerindeki hızının büyüklüğünün, yani süratinin sabit olduğu anlamına gelir. Cismin her an aynı hız büyüklüğüyle hareket ettiğini düşünün. Bu ifade doğrudur.
Çizgisel hızın büyüklüğü, çizgisel sürat ile aynı anlama gelir. Dolayısıyla A seçeneğinde açıkladığımız gibi, düzgün çembersel harekette cismin sürati sabittir. Bu ifade de doğrudur.
Hız, vektörel bir büyüklüktür. Vektörel bir büyüklüğün sabit olması için hem büyüklüğünün hem de yönünün sabit olması gerekir. Düzgün çembersel harekette cismin çizgisel hızının büyüklüğü (sürati) sabit olsa da, hareket yönü sürekli değişir. Cismin hızı her an çemberin teğeti yönündedir. Yön sürekli değiştiği için çizgisel hız vektörü sabit değildir. Bu ifade yanlıştır.
Açısal hız ($\vec{\omega}$), birim zamanda taranan açı miktarını ve dönme eksenini gösteren vektörel bir büyüklüktür. Düzgün çembersel harekette cisim eşit zaman aralıklarında eşit açılar tarar, bu da açısal hızının büyüklüğünün (açısal süratinin) sabit olduğu anlamına gelir. Ayrıca, dönme düzlemi değişmediği sürece açısal hız vektörünün yönü de (sağ el kuralına göre dönme düzlemine dik olarak) sabittir. Hem büyüklüğü hem de yönü sabit olduğu için açısal hız vektörü sabittir. Bu ifade doğrudur.
Yukarıdaki analizlere göre, yanlış olan ifade C seçeneğidir.
Cevap C seçeneğidir.
