Hız ve kütle büyüklükleri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) İkisi de skaler büyüklüktürSevgili öğrenciler, bu soruyu doğru bir şekilde çözmek için öncelikle fiziksel büyüklükleri skaler ve vektörel olarak ayırmayı iyi anlamamız gerekiyor. Haydi adım adım inceleyelim:
Fizikteki büyüklükler, sahip oldukları özelliklere göre iki ana gruba ayrılır:
Skaler Büyüklükler: Sadece sayısal bir değer (şiddet) ve bir birimle ifade edilebilen büyüklüklerdir. Yönleri yoktur. Örneğin, kütle, zaman, sıcaklık, hacim, sürat gibi. Bir cismin kütlesi 5 kg dediğimizde, bu bilgi tamdır ve bir yöne ihtiyaç duymaz.
Vektörel Büyüklükler: Hem sayısal bir değer (şiddet) hem de bir birim ile birlikte bir yönü de olan büyüklüklerdir. Yönleri belirtilmediğinde eksik kalırlar. Örneğin, kuvvet, hız, ivme, yer değiştirme gibi. Bir araba 50 km/sa hızla gidiyor dediğimizde, hangi yöne gittiği (doğuya, batıya, kuzeye vb.) belirtilmediği sürece bilgi eksik kalır.
Hız (velocity), bir cismin birim zamanda yaptığı yer değiştirmeyi ifade eder. Yer değiştirme, başlangıç noktası ile bitiş noktası arasındaki en kısa mesafeyi ve yönü gösteren vektörel bir büyüklüktür. Dolayısıyla, yer değiştirme vektörel olduğu için, hız da vektörel bir büyüklüktür.
Örneğin, "bir araba doğuya doğru 80 km/sa hızla gidiyor" ifadesinde hem şiddet (80 km/sa) hem de yön (doğuya doğru) belirtilmiştir. Karıştırmamak gerekir: "Sürat" (speed) ise sadece şiddeti olan skaler bir büyüklüktür. Ancak soruda "hız" (velocity) ifadesi kullanılmıştır.
Kütle (mass), bir cismin sahip olduğu madde miktarının bir ölçüsüdür. Kütlenin bir yönü yoktur. Bir cismin kütlesi, nerede olduğuna veya hangi yöne hareket ettiğine bağlı olarak değişmez (özel görelilik etkileri bu seviyede göz ardı edilir).
Örneğin, "bu elmanın kütlesi 200 gramdır" dediğimizde, bu bilgi tamdır ve bir yöne ihtiyaç duymaz. Bu nedenle kütle skaler bir büyüklüktür.
Şimdi bulgularımızı seçeneklerle karşılaştıralım:
Hız: Vektörel
Kütle: Skaler
Buna göre seçenekleri inceleyelim:
A) İkisi de skaler büyüklüktür - Yanlış, çünkü hız vektöreldir.
B) İkisi de vektörel büyüklüktür - Yanlış, çünkü kütle skalerdir.
C) Hız skaler, kütle vektörel büyüklüktür - Yanlış, tam tersidir.
D) Hız vektörel, kütle skaler büyüklüktür - Doğru.
Cevap D seçeneğidir.