HAREKET PROBLEMLERİ

0
169
Hareket problemleri KPSS Matematik konu anlatımı kapağı

KPSS Hareket Problemleri konu anlatımı kapsamında yol, hız ve zaman ilişkisi; aşamalı hareket, karşılaşma ve yakalama, dairesel pist, tren, akıntılı su, yürüyen merdiven ve ortalama hız konuları işlenecektir.
KPSS matematik konularının tamamına KPSS konu anlatımı arşivinden ulaşabilirsiniz.

YOL, HIZ VE ZAMAN İLİŞKİSİ

Temel Hareket Bağıntıları

Sabit hızlı bir harekette alınan yol, hız ile zamanın çarpımına eşittir. Bu üç büyüklükten ikisi biliniyorsa üçüncüsü temel bağıntıdan bulunur.

Aranan büyüklük Bağıntı Yaygın birim
Yol Yol=Hız*Zaman km veya m
Hız Hız=YolZaman km/sa veya m/sn
Zaman Zaman=YolHız saat, dakika veya saniye

Denklem kurulmadan önce bütün büyüklükler uyumlu birimlere çevrilmelidir. 1 saat=60 dakika=3600 saniye, 1 km=1000 m ve 1 m/sn=3,6 km/sa eşitlikleri sık kullanılır.

Dikkat
Soruda aksi belirtilmedikçe verilen hızın ilgili hareket süresince sabit olduğu kabul edilir. Hız değişiyorsa hareket tek işlemle değil, ayrı zaman aralıklarıyla incelenir.

Örnek - 1
Saatte 90 km sabit hızla ilerleyen bir araç 2 saat 40 dakikada kaç kilometre yol alır?

A) 210
B) 225
C) 240
D) 250
E) 270
40 dakika 23 saattir. Toplam süre 83 saat olduğundan yol 90*83=240 km bulunur.

Cevap: C

HIZIN DEĞİŞTİĞİ HAREKETLER

Hareketi Aşamalara Ayırma

Bir araç yolun farklı bölümlerinde farklı hızlarla gidiyorsa her aşamanın yolu ayrı hesaplanır. Toplam yol, aşamalarda alınan yolların toplamıdır. Benzer biçimde toplam süre de her aşamada geçen sürelerin toplamıdır.

“İlk iki saat”, “kalan yol”, “hızını artırdı” veya “bir süre mola verdi” gibi ifadeler yeni bir aşamanın başladığını gösterir. Mola sırasında alınan yol sıfırdır ancak mola süresi toplam zamana eklenir.

Örnek - 2
Bir araç 2 saat boyunca saatte 60 km, sonraki 3 saat boyunca saatte 80 km hızla ilerliyor. Araç toplam kaç kilometre yol alır?

A) 300
B) 320
C) 340
D) 360
E) 400
İlk aşamada 60*2=120 km, ikinci aşamada 80*3=240 km alınır. Toplam yol 120+240=360 km’dir.

Cevap: D

ZIT YÖNDE HAREKET VE KARŞILAŞMA

Bağıl Hızları Toplama

İki hareketli birbirine doğru ilerliyorsa aralarındaki uzaklık her birim zamanda iki hızın toplamı kadar azalır. Başlangıç uzaklığı d, hızlar v₁ ve v₂ ise karşılaşma süresi:

t=dv₁+v₂

Hareketlilerin karşılaşıncaya kadar aldıkları yolların oranı, hızlarının oranına eşittir. Aynı süre boyunca hareket ettikleri için hızlı olan, karşılaşma noktasına kadar daha uzun yol alır.

Örnek - 3
Aralarında 540 km bulunan iki araç aynı anda birbirine doğru saatte 70 km ve 65 km hızlarla hareket ediyor. Araçlar kaç saat sonra karşılaşır ve ilk araç kaç kilometre yol alır?

A) 3 saat, 210 km
B) 4 saat, 260 km
C) 4 saat, 280 km
D) 5 saat, 325 km
E) 6 saat, 390 km
Bağıl hız 70+65=135 km/saattir. Karşılaşma süresi 540135=4 saattir. İlk araç 70*4=280 km yol alır.

Cevap: C

AYNI YÖNDE HAREKET VE YAKALAMA

Bağıl Hızların Farkını Alma

Aynı yönde ilerleyen iki hareketliden arkadaki daha hızlıysa aradaki uzaklık, hızların farkı kadar azalır. Başlangıç uzaklığı d ve hızlar v₁>v₂ ise yakalama süresi:

t=dv₁−v₂

Hareketliler farklı zamanlarda yola çıktıysa önce erken çıkanın oluşturduğu başlangıç farkı bulunur. Daha hızlı hareketlinin yola çıktığı an, yakalama hesabının başlangıç anı kabul edilebilir.

Örnek - 4
Aynı yönde ilerleyen iki araçtan öndeki saatte 65 km, arkadaki saatte 95 km hızla gidiyor. Aralarındaki başlangıç uzaklığı 150 km olduğuna göre arkadaki araç öndekini kaç saat sonra yakalar?

A) 3
B) 4
C) 5
D) 6
E) 7
Aradaki uzaklık saatte 95−65=30 km azalır. Yakalama süresi 15030=5 saattir.

Cevap: C

ERKEN-GEÇ VARMA VE PLANLANAN SÜRE

Aynı Yolu Farklı Hızlarla Karşılaştırma

Aynı yol farklı hızlarla alındığında hızlı hareket daha kısa, yavaş hareket daha uzun sürer. “Bir saat geç kalır” ve “bir saat erken varır” ifadeleri arasındaki toplam süre farkı iki saattir. Bilinmeyen yol d seçilerek iki hareket süresi arasındaki fark yazılır.

Örnek - 5
Bir araç bir yolu saatte 80 km hızla giderse planlanan saatten 1 saat geç, saatte 120 km hızla giderse 1 saat erken varıyor. Yol kaç kilometredir?

A) 360
B) 400
C) 420
D) 480
E) 540
İki hareket süresi arasındaki fark 2 saattir. d80−d120=2 yazılır. Sol taraf d240 olduğundan d=480 km bulunur.

Cevap: D

DAİRESEL PİST PROBLEMLERİ

Tur Uzunluğunu Bağıl Hıza Bölme

Dairesel pistin çevresi bir tam tur uzunluğudur. Aynı noktadan zıt yönde başlayan hareketlilerin ilk karşılaşma süresinde hızlar toplanır; aynı yönde başlayanlarda hızlı olanın yavaşa bir tur fark atması gerektiği için hızlar çıkarılır.

Hareket biçimi Bağıl hız İlk karşılaşma veya yetişme süresi
Zıt yön v₁+v₂ Pist çevresiv₁+v₂
Aynı yön |v₁−v₂| Pist çevresi|v₁−v₂|
Örnek - 6
Çevresi 640 metre olan dairesel pistte iki sporcu aynı noktadan zıt yönlerde dakikada 90 metre ve 70 metre hızlarla koşuyor. İlk kez kaç dakika sonra karşılaşırlar?

Aynı noktadan zıt yönde ilerleyen sporcuların hızlarını ve 640 metrelik pist çevresini gösteren dairesel pist şeması.

A) 3
B) 4
C) 5
D) 6
E) 8
Zıt yönde oldukları için bağıl hız 90+70=160 m/dakikadır. İlk karşılaşma süresi 640160=4 dakikadır.

Cevap: B

TREN, TÜNEL VE KÖPRÜ PROBLEMLERİ

Tam Geçişte Alınan Yolu Belirleme

Bir trenin bir direği veya kişiyi geçmesi için tren kendi uzunluğu kadar yol alır. Tüneli ya da köprüyü tamamen geçmesi için trenin önü, tren uzunluğu ile tünel veya köprü uzunluğunun toplamı kadar ilerlemelidir.

İki tren birbirini tamamen geçiyorsa alınması gereken bağıl yol tren uzunluklarının toplamıdır. Zıt yönde hızlar toplanır, aynı yönde hızların farkı alınır.

Örnek - 7
Uzunluğu 180 metre olan bir tren, 420 metre uzunluğundaki bir tüneli saatte 72 km hızla tamamen kaç saniyede geçer?

180 metrelik trenin 420 metrelik tünelden tamamen geçişinin başlangıç ve bitiş konumları; trenin hızı saatte 72 kilometredir.

A) 24
B) 28
C) 30
D) 32
E) 36
Trenin önü toplam 180+420=600 metre ilerlemelidir. 72 km/sa=20 m/sn olduğundan süre 60020=30 saniyedir.

Cevap: C

AKINTILI SUDA HAREKET

Teknenin Hızı ile Akıntı Hızını Birleştirme

Teknenin durgun sudaki hızı v, akıntının hızı a ise kıyıya göre hız akıntı yönünde v+a, akıntıya karşı v−a olur. Akıntıya karşı ilerleme için teknenin durgun su hızının akıntı hızından büyük olması gerekir.

Gidiş ve dönüş yolları eşit olsa bile süreler eşit değildir. Dönüşte kullanılan hız değiştiği için her yönün süresi ayrı hesaplanmalıdır.

Örnek - 8
Durgun sudaki hızı saatte 18 km, akıntı hızı saatte 3 km olan bir tekne 42 km akıntı yönünde gidip aynı yolu geri dönüyor. Toplam yolculuk kaç saat sürer?

A) 4
B) 4,5
C) 4,8
D) 5
E) 5,2
Akıntı yönündeki hız 18+3=21 km/sa, dönüş hızı 18−3=15 km/saattir. Süreler 4221=2 ve 4215=2,8 saattir. Toplam süre 4,8 saattir.

Cevap: C

YÜRÜYEN MERDİVEN VE HAREKETLİ ZEMİN

Yönlere Göre Hızları Toplama veya Çıkarma

Yürüyen merdiven, bant veya rüzgâr sorularında kişinin kendi hızı ile ortamın hızı yönlerine göre birleştirilir. Kişi ortamla aynı yönde gidiyorsa hızlar toplanır; ters yönde gidiyorsa çıkarılır. Merdiven basamağı üzerinden verilen hızlar da “basamak/saniye” birimiyle aynı kurala uyar.

Örnek - 9
80 basamak uzunluğundaki yürüyen merdiven yukarı doğru saniyede 1 basamak ilerliyor. Bir kişi merdivene göre saniyede 3 basamak hızla önce yukarı çıkıp sonra aynı merdiven üzerinde aşağı iniyor. Toplam hareket süresi kaç saniyedir?

80 basamaklı yukarı hareket eden yürüyen merdivende kişinin yukarı ve aşağı yürüme yönleri; kişi hızı saniyede 3, merdiven hızı saniyede 1 basamaktır.

A) 50
B) 55
C) 60
D) 65
E) 70
Yukarı çıkarken net hız 3+1=4 basamak/sn ve süre 804=20 saniyedir. Aşağı inerken net hız 3−1=2 basamak/sn ve süre 802=40 saniyedir. Toplam 60 saniye bulunur.

Cevap: C

ORTALAMA HIZ

Toplam Yolu Toplam Zamana Bölme

Ortalama hız, toplam yoltoplam zaman oranıdır. Eşit uzunluktaki iki yolu v₁ ve v₂ hızlarıyla alan aracın toplam yolu 2d, toplam zamanı dv₁+dv₂ olur. Bu iki toplamın oranı eşit yol durumundaki ortalama hız bağıntısını verir.

vort=2v₁v₂v₁+v₂

Eşit süre t boyunca v₁ ve v₂ hızlarıyla gidilirse alınan yollar v₁t ve v₂t, toplam yol (v₁+v₂)t, toplam zaman 2t olur. Bu durumda ortalama hız vort=v₁+v₂2 olarak bulunur.

Örnek - 10
Bir araç eşit uzunluktaki iki yolun ilkini saatte 60 km, ikincisini saatte 90 km hızla gidiyor. Aracın bütün yol boyunca ortalama hızı kaç km/saattir?

A) 68
B) 70
C) 72
D) 75
E) 78
Yollar eşit olduğundan vort =2*60*9060+90=10800150=72 km/sa bulunur.

Cevap: C

Bağıl hız, karşılaşma, yakalama, dairesel pist ve tren problemlerinde iki hareketlinin yönlerine bağlı olarak belirlenir. Zıt yönlü hareketlerde hız büyüklükleri toplanır, aynı yönlü hareketlerde fark alınır. Akıntı ve yürüyen merdiven problemlerinde teknenin veya kişinin hızı, akıntı ya da zemin hareketinin yönüne göre birlikte değerlendirilir.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz