AYT YATAY VE EĞİK ATIŞ

0
73
AYT yatay ve eğik atış fizik konu anlatımı

AYT yatay ve eğik atış konu anlatımı kapsamında hava direncinin ihmal edildiği iki boyutlu hareketlerde hız bileşenleri, yörünge, uçuş süresi, menzil, maksimum yükseklik ve farklı seviyeler arasındaki atışlar işlenecektir.
AYT fizik konularının tamamına AYT konu anlatımı arşivinden ulaşabilirsiniz.

İki Boyutlu Atış Hareketinin Ortak Modeli

Atış hareketi, cismin yatay ve düşey doğrultulardaki hareketlerinin aynı zaman aralığında birlikte gerçekleşmesidir. Hava direnci ihmal edildiğinde cisme yalnız ağırlık kuvveti etki eder. Bu nedenle yatay ivme ax=0, düşey ivme ise yukarı yönün pozitif seçildiği eksende ay=-g‘dir. Cismin kütlesi, yatay ve düşey ivmeleri değiştirmez.

Konum ve hız bileşenleri birbirinden bağımsız hesaplanır; iki hareketi birbirine bağlayan büyüklük zamandır. Herhangi bir t anında x=v0xt, y=v0yt-½gt², vx=v0x ve vy=v0y-gt bağıntıları geçerlidir. Bileşke sürat v=√(vx²+vy²) ile bulunur.

İki boyutlu atışta yatay ve düşey hız bileşenleri
Dikkat

Yatay ve düşey hareketler bağımsızdır; ancak uçuş süreleri ortaktır. Yatay ilk hızın değiştirilmesi, aynı başlangıç yüksekliğindeki yatay atışın düşme süresini değiştirmez. Düşey ilk hızın değiştirilmesi ise uçuş süresini ve buna bağlı olarak yatayda alınan yolu değiştirebilir.

Hız, İvme ve Net Kuvvet Vektörleri

Hız vektörü yörüngeye teğettir. İvme ve net kuvvet vektörleri hareket boyunca düşey aşağı yönlüdür. Tepe noktasında düşey hız sıfır olsa da yatay hız korunur; dolayısıyla cismin toplam hızı sıfır olmaz. Aynı noktada ivme g, net kuvvet mg büyüklüğündedir.

Örnek - 1

Hava direncinin ihmal edildiği ortamda yatay atılan bir cisim, yörüngesinin P noktasından geçmektedir.

Yatay atışta P noktasındaki hız ivme ve net kuvvet vektörleri

I. Cismin yatay hız bileşeni atılış anındaki değerini korur.
II. P noktasında ivme ile net kuvvet aynı yönlüdür.
III. P noktasında hız vektörü ile ivme vektörü arasındaki açı 90°’den küçüktür.

Yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III

Yatay doğrultuda kuvvet bulunmadığından vx sabittir. İvme ve net kuvvet aşağı yönlüdür. P noktasındaki hızın hem sağa hem aşağı bileşeni bulunduğundan hız ile aşağı yönlü ivme arasındaki küçük açı 90°’den küçüktür. Üç yargı da doğrudur.

Cevap: E

Yatay Atış

Belirli bir yükseklikten yere paralel v0 hızıyla fırlatılan cisim yatay atış yapar. Atılış anında v0x=v0 ve v0y=0‘dır. Yatay doğrultuda sabit hızlı hareket, düşey doğrultuda ilk hızsız serbest düşme gerçekleşir.

Yatay hareketx=v0tvx=v0ax=0
Düşey hareketh=½gt²vy=gtay=g (aşağı)

h yüksekliğinden atılan cismin uçuş süresi t=√(2h/g), yatay menzili x=v0√(2h/g)‘dir. Uçuş süresi yalnız h ve g’ye; menzil ise bunlara ek olarak yatay ilk hıza bağlıdır.

Örnek - 2

Yerden 80 m yüksekteki bir noktadan 15 m/s yatay hızla atılan cisim yere ulaşıyor. Cismin yatayda aldığı yol ve yere çarpma sürati sırasıyla kaçtır? (g=10 m/s²)

A) 40 m ve 25 m/s
B) 60 m ve 5√73 m/s
C) 60 m ve 45 m/s
D) 80 m ve 5√73 m/s
E) 80 m ve 55 m/s

Düşey hareketten 80=5t² yazılır ve t=4 s bulunur. Yatay yol x=15·4=60 m’dir. Çarpma anında vx=15 m/s, vy=10·4=40 m/s olduğundan bileşke sürat √(15²+40²)=5√73 m/s olur.

Cevap: B

Eşit Zaman Aralıkları ve Hızın Yönü

Yatay hız sabit olduğundan eşit zaman aralıklarında alınan yatay yollar eşittir. İlk hızsız düşey harekette başlangıçtan itibaren düşey yer değiştirmeler t, 2t ve 3t anlarında h, 4h ve 9h; ardışık aralıklarda alınan düşey yollar ise h, 3h ve 5h olur. Aynı anlarda düşey hız büyüklükleri gt, 2gt ve 3gt’dir.

Örnek - 3

Yatay atılan cismin 2t ve 3t anlarındaki hız vektörlerinin yatayla yaptığı dar açılar sırasıyla θ2 ve θ3‘tür.

Yatay atışta 2t ve 3t anlarındaki hız açıları

tanθ3tanθ2 oranı kaçtır?

A) 1/3
B) 2/3
C) 1
D) 3/2
E) 2

Yatay hız her iki anda v0‘dır. Düşey hız büyüklükleri 2gt ve 3gt olduğundan tanθ2=2gt/v0, tanθ3=3gt/v0 olur. Oran 3/2’dir.

Cevap: D

Çarpma Hızı ve Çarpma Açısı

Cismin yere çarpma anındaki yatay hız bileşeni v0, düşey hız büyüklüğü gt’dir. Hız vektörünün yatayla yaptığı θ açısı tanθ=vy/vx=gt/v0 bağıntısıyla belirlenir. Aynı yükseklikten daha büyük yatay hızla atılan cismin düşey çarpma bileşeni değişmez; toplam sürati artar ve çarpma açısı küçülür.

Örnek - 4

45 m yükseklikten 20 m/s yatay hızla atılan cismin yere çarpma hızının yatayla yaptığı dar açı θ’dır. tanθ kaçtır? (g=10 m/s²)

A) 1/2
B) 2/3
C) 3/2
D) 2
E) 5/2

45=5t² eşitliğinden t=3 s’dir. Çarpma anında vy=30 m/s ve vx=20 m/s olduğundan tanθ=30/20=3/2 bulunur.

Cevap: C

Farklı Yüksekliklerden Yatay Atış

Farklı yüksekliklerden atılan cisimlerin uçuş süreleri yüksekliklerin karekökleriyle orantılıdır. Aynı yatay noktaya düşme koşulunda vKtK=vLtL yazılır. Daha yüksekten atılan cismin uçuş süresi daha uzun olduğundan aynı menzil için daha küçük yatay hız yeterlidir.

Örnek - 5

K ve L cisimleri yerden sırasıyla 9h ve 4h yüksekliklerinden yatay vK ve vL hızlarıyla atılıp aynı P noktasına düşmektedir.

9h ve 4h yüksekliklerinden yatay atılıp aynı P noktasına düşen K ve L cisimleri

vK/vL oranı kaçtır?

A) 1/2
B) 2/3
C) 3/4
D) 3/2
E) 2

Uçuş süreleri yüksekliklerin karekökleriyle orantılıdır: tK/tL=√(9h/4h)=3/2. Yatay yollar eşit olduğundan vKtK=vLtL ve vK/vL=tL/tK=2/3 olur.

Cevap: B

Yörünge Denklemi ve Eğik Düzleme Çarpma

Yatay atışta x=v0t ve düşey yönde h=½gt² bağıntılarından zaman yok edilirse h=gx²/(2v0²) elde edilir. Bu bağıntı yörüngenin parabol olduğunu gösterir. Cisim eğik bir yüzeye çarpıyorsa parabol denklemi ile yüzeyin doğru denklemi birlikte çözülür.

Örnek - 6

K noktasından 20 m/s yatay hızla atılan cisim, K’den başlayan ve yatayla 45° açı yapan eğik düzleme L noktasında çarpıyor.

45 derece eğik düzleme yatay atılan cisim

KL uzaklığı kaç metredir? (g=10 m/s²)

A) 20√2
B) 40
C) 40√2
D) 80√2
E) 160

K’ye göre sağ yön x, aşağı yön h alınırsa 45° eğik düzlem üzerinde h=x’tir. Yatay atış yörüngesi h=10x²/(2·20²)=x²/80 olur. x=x²/80 eşitliğinin K dışındaki kökü x=80 m’dir. h=80 m olduğundan KL=√(80²+80²)=80√2 m bulunur.

Cevap: D

Yatay Atış Grafikleri

Yukarı yön pozitif seçildiğinde vx-t grafiği v0 değerinde yatay, vy-t grafiği eğimi -g olan doğrudur. ax=0 ve ay=-g sabittir. x-t grafiği doğrusal artarken y-t grafiği başlangıçta yatay teğetli ve aşağı yönlü açılan bir paraboldür.

Yatay atışın sembolik hız ivme ve konum grafikleri
Örnek - 7

Yatay atılan bir cismin hareketi boyunca vx=20 m/s, vy=-10t m/s’dir. Cisim t=4 s anında yere ulaşıyor.

I. Yatayda 80 m yol almıştır.
II. Atış noktasına göre 80 m aşağıdadır.
III. Çarpma sürati 20√5 m/s’dir.

Yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III

vx-t alanı 20·4=80 m yatay yolu verir. vy-t grafiğinin işaretli alanı -½·4·40=-80 m’dir. Son hız bileşenleri 20 m/s ve -40 m/s olduğundan sürat √(20²+40²)=20√5 m/s olur. Üç yargı da doğrudur.

Cevap: E

Örnek - 8

K noktasından yatay atılan cisim t anında L, 2t anında M noktasından geçmektedir. Cismin yatay ilk hızı v0=gt’dir.

Yatay atışta K L ve M konumları arasındaki eşit zaman aralıkları

KL ve LM aralıklarındaki ortalama hız büyüklükleri sırasıyla vKL ve vLM olduğuna göre vKLvLM oranı kaçtır?

A) √(3/13)
B) √(5/13)
C) √(5/8)
D) √(8/13)
E) 1

KL aralığında yatay yer değiştirme gt², düşey yer değiştirme ½gt²’dir. Süre t olduğundan ortalama hız bileşenleri gt ve ½gt, büyüklüğü ½gt√5 olur. LM aralığında yatay yer değiştirme yine gt², düşey yer değiştirme ½g(2t)²-½gt²=3/2gt²’dir. Ortalama hız büyüklüğü ½gt√13 bulunur. Oran √(5/13)’tür.

Cevap: B

Yukarı Yönlü Eğik Atış

Yatayla α açısı yapacak biçimde v0 hızıyla atılan cismin ilk hız bileşenleri v0x=v0cosα ve v0y=v0sinα‘dır. Yatay hız hareket boyunca sabit kalır. Düşey hız çıkışta azalır, tepe noktasında sıfır olur ve inişte aşağı yönlü büyür.

Eğik atışta ilk hızın yatay ve düşey bileşenleri

Atış noktası başlangıç kabul edildiğinde hareket denklemleri x=v0cosα·t ve y=v0sinα·t-½gt²‘dir. Zaman yok edilirse yörünge denklemi aşağıdaki biçimi alır:

y=x·tanα-g·x²2v0²cos²α

Örnek - 9

Bir cismin yörünge denklemi SI birim sisteminde y=x-x²/80 biçimindedir. g=10 m/s² olduğuna göre cismin atış noktasına göre maksimum yüksekliği kaç metredir?

A) 10
B) 15
C) 20
D) 30
E) 40

x katsayısı tanα=1 verdiğinden α=45°’dir. x² katsayısından g/(2v0²cos²45°)=1/80 bulunur. cos²45°=1/2 kullanıldığında 10/v0²=1/80 ve v0²=800 elde edilir. Maksimum yükseklik H=v0²sin²45°/(2g)=800·(1/2)/20=20 m’dir.

Cevap: C

Örnek - 10

Yerden 50 m/s hızla ve yatayla 37° açı yapacak biçimde atılan cisim, 4 s sonra P noktasından geçmektedir.

37 dereceyle atılan cismin dört saniye sonraki P noktasında vx ve vy hız bileşenleri

P noktasının yerden yüksekliği ve cismin P’deki sürati sırasıyla kaçtır? (g=10 m/s², sin37°=0,6, cos37°=0,8)

A) 20 m ve 10√17 m/s
B) 40 m ve 10√17 m/s
C) 40 m ve 50 m/s
D) 60 m ve 10√17 m/s
E) 80 m ve 50 m/s

İlk hız bileşenleri v0x=40 m/s ve v0y=30 m/s’dir. Dördüncü saniyede y=30·4-5·4²=40 m olur. Aynı anda vx=40 m/s, vy=30-10·4=-10 m/s olduğundan sürat √(40²+10²)=10√17 m/s’dir.

Cevap: B

Tepe Noktası ve Aynı Yükseklik Simetrisi

Tepe noktasında vy=0 olduğundan tepeye çıkış süresi tç=v0y/g, atış düzlemine göre maksimum yükseklik H=v0y²/(2g)‘dir. Hava direnci yoksa aynı yüksekliğin çıkış ve iniş geçişlerinde yatay hızlar eşit, düşey hızlar eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür. Toplam süratlar da eşittir.

Eğik atışta aynı yüksekliklerde hız bileşenlerinin simetrisi
Örnek - 11

Eğik atılan bir cismin çıkış kolundaki K noktasında düşey hız bileşeni +20 m/s, iniş kolundaki L noktasında -10 m/s’dir. Yatay hız bileşeni hareket boyunca 30 m/s olduğuna göre K ile L arasındaki yatay uzaklık kaç metredir? (g=10 m/s²)

A) 30
B) 45
C) 60
D) 90
E) 120

Düşey hız K’den L’ye +20 m/s’den -10 m/s’ye değişmiştir. Değişim -30 m/s ve ivme -10 m/s² olduğundan iki nokta arasındaki süre 3 s’dir. Yatay hız 30 m/s sabit kaldığı için yatay uzaklık 30·3=90 m olur.

Cevap: D

Uçuş Süresi, Menzil ve Maksimum Yükseklik

Cisim atıldığı yatay düzleme geri dönüyorsa iniş süresi çıkış süresine eşittir. Toplam uçuş süresi tu=2v0sinα/g, menzil R=v0²sin2α/g, maksimum yükseklik H=v0²sin²α/(2g)‘dir. Bu bağıntılardan R/H=4cotα sonucu elde edilir.

Örnek - 12

Yerden yukarı yönlü eğik atılan bir cismin menzili, maksimum yüksekliğinin 3 katıdır. Atış açısı α için sinα kaçtır? (0°<α<90°)

A) 1/2
B) 3/5
C) √2/2
D) 4/5
E) √3/2

R/H=4cotα bağıntısında R/H=3 yazılır: 4cotα=3 ve tanα=4/3 bulunur. α dar açı olduğundan 3-4-5 üçgeninden sinα=4/5 elde edilir.

Cevap: D

Tamamlayıcı Açılar ve En Büyük Menzil

Aynı noktadan eşit hızlarla atılan cisimler için menzil sin2α ile değişir. α ve 90°-α açıları aynı sin2α değerini verdiğinden menzilleri eşittir. 0° ile 90° arasında sin2α’nın en büyük değeri 1 olduğundan en büyük menzil 45° atışta elde edilir. Tamamlayıcı açılarda menziller eşit olsa da uçuş süreleri ve maksimum yükseklikler eşit değildir.

Örnek - 13

Aynı noktadan aynı v hızıyla 30° ve 60° açılarla atılan K ve L cisimleri aynı yatay düzleme düşmektedir.

Aynı hızla 30 ve 60 derece açılarla yapılan eğik atışlar

I. Menzilleri eşittir.
II. L’nin uçuş süresi K’ninkinin √3 katıdır.
III. L’nin maksimum yüksekliği K’ninkinin 3 katıdır.

Yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III

sin60°=sin120° olduğundan menziller eşittir. Uçuş süresi sinα ile orantılıdır; tL/tK=sin60°/sin30°=√3 olur. Maksimum yükseklik sin²α ile orantılıdır; HL/HK=sin²60°/sin²30°=3’tür. Üç yargı da doğrudur.

Cevap: E

Örnek - 14

Aynı noktadan v hızıyla 30° açıyla atılan K cismi ile u hızıyla 45° açıyla atılan L cisminin menzilleri eşittir. u²/v² oranı kaçtır?

A) 1/2
B) √2/2
C) √3/2
D) 1
E) 2/√3

Menziller eşit olduğundan v²sin60°/g=u²sin90°/g yazılır. sin60°=√3/2 ve sin90°=1 olduğuna göre u²/v²=√3/2 bulunur.

Cevap: C

Eğik Atış Grafikleri

Aynı düzleme dönen eğik atışta vx sabit, vy doğrusal değişir. vy-t grafiği tepe anında zaman eksenini keser ve uçuş sonunda başlangıç değerinin ters işaretlisine ulaşır. y-t grafiği başlangıç ve bitişte sıfır, tepe anında maksimum değer alan aşağı açılan paraboldür.

Örnek - 15

Aynı düzleme dönen bir eğik atışta vx=40 m/s ve vy=30-10t m/s’dir.

I. Cisim 6 s havada kalır.
II. t=1 s ve t=5 s anlarında aynı yüksekliktedir.
III. Bu iki an arasındaki yatay uzaklık 160 m’dir.

Yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III

vy=0 koşulu tepe zamanını 3 s verir; aynı düzleme dönüş süresi 6 s’dir. Tepe zamanına eşit uzaklıktaki 1 s ve 5 s anları simetriktir ve aynı yüksekliğe karşılık gelir. Aralarındaki süre 4 s olduğundan yatay uzaklık 40·4=160 m’dir. Üç yargı da doğrudur.

Cevap: E

Farklı Seviyeler Arasında Eğik Atış

Cisim atıldığı düzlemden farklı bir düzleme düşüyorsa çıkış ve iniş süreleri eşit değildir; aynı düzleme dönüş için kullanılan hazır uçuş süresi ve menzil bağıntıları doğrudan uygulanamaz. Atış noktası y=0 seçildiğinde hedef düzlemin düşey koordinatı konum denklemine işaretiyle yerleştirilir. Uçuş süresi y=v0yt-½gt² denkleminden bulunan pozitif köktür.

Yüksekten Yukarı Yönlü Eğik Atış

Yerden h yüksekteki bir noktadan yukarı yönlü eğik atışta yer düzlemi, atış noktasına göre y=-h koordinatındadır. Cisim önce atış düzleminin üzerine çıkar, sonra bu düzlemi aşağı yönlü geçerek yere ulaşır. Çarpma sürati bileşenlerden bulunabileceği gibi enerji korunumu kullanılarak v²=v0²+2gh bağıntısıyla da hesaplanabilir.

Örnek - 16

Yerden 60 m yüksekteki K noktasından 25 m/s hızla ve yatayla 53° açı yapacak biçimde yukarı yönlü atılan cisim, yerdeki L noktasına düşmektedir.

60 metre yüksekten yukarı yönlü 53 derece eğik atış

Cismin yatayda aldığı yol ve yere çarpma sürati sırasıyla kaçtır? (g=10 m/s², sin53°=0,8, cos53°=0,6)

A) 60 m ve 45 m/s
B) 90 m ve 5√73 m/s
C) 90 m ve 55 m/s
D) 120 m ve 5√73 m/s
E) 150 m ve 55 m/s

İlk hız bileşenleri v0x=15 m/s ve v0y=20 m/s’dir. Yer için -60=20t-5t² yazılır; t²-4t-12=0 denkleminin pozitif kökü t=6 s’dir. Yatay yol x=15·6=90 m olur. Çarpma anında vy=20-60=-40 m/s olduğundan sürat √(15²+40²)=5√73 m/s’dir.

Cevap: B

Aşağı Yönlü Eğik Atış

Yatayın altına α açısıyla yapılan atışta yatay hız bileşeni v0cosα, aşağı yönlü ilk hız bileşeni v0sinα’dır. Aşağı yön pozitif seçilirse düşey yer değiştirme h=v0sinα·t+½gt², düşey hız büyüklüğü vy=v0sinα+gt olur.

Örnek - 17

Yerden 60 m yüksekteki K noktasından 25 m/s hızla, yatayın altına doğru 53° açıyla atılan cisim L noktasında yere çarpıyor.

Cismin yatayda aldığı yol ve çarpma sürati sırasıyla kaçtır? (g=10 m/s², sin53°=0,8, cos53°=0,6)

A) 20 m ve 45 m/s
B) 30 m ve 45 m/s
C) 30 m ve 5√73 m/s
D) 60 m ve 5√73 m/s
E) 90 m ve 55 m/s

Yatay hız 15 m/s, aşağı yönlü ilk düşey hız 20 m/s’dir. Aşağı yön pozitif seçildiğinde 60=20t+5t² olur; t=2 s bulunur. Yatay yol 15·2=30 m’dir. Çarpma anındaki düşey hız 20+10·2=40 m/s olduğundan sürat √(15²+40²)=5√73 m/s olur.

Cevap: C

Düşey Hedef ve Engel Soruları

Düşey bir hedefin yatay uzaklığı verildiğinde hedefe ulaşma süresi yatay hareketten t=x/v0x ile bulunur. Bu süre düşey konum denkleminde kullanılarak çarpma yüksekliği belirlenir. Hesaplanan yüksekliğin hedefin fiziksel sınırları içinde olup olmadığı ayrıca kontrol edilir.

Örnek - 18

K noktasından 50 m/s hızla ve yatayla 53° açı yapacak biçimde atılan cisim, K’den yatayda 160 m uzaktaki düşey duvarın L noktasına çarpıyor. Duvarın tabanı M’dir.

Eğik atılan cismin 160 metre uzaktaki düşey duvara çarpması

LM uzaklığı kaç metredir? (g=10 m/s², sin53°=0,8, cos53°=0,6)

A) 40
B) 160/3
C) 640/9
D) 80
E) 320/3

İlk hızın yatay ve düşey bileşenleri sırasıyla v0x=50cos53°=30 m/s ve v0y=50sin53°=40 m/s’dir. Yatay hareketten duvara ulaşma süresi t=160/30=16/3 s bulunur. Bu sürede cismin yerden yüksekliği y=v0yt−½gt² bağıntısıyla y=40·16/3−5·(16/3)²=640/9 m olur. Duvarın tabanı M olduğundan LM=640/9 m’dir.

Cevap: C

Atış Hareketinin Diğer Mekanik Konularla Birleşimi

Atış hareketi bir yay, çarpışma veya hareketli araç tarafından başlatılabilir. Atış anına kadar enerji ya da momentum bağıntıları; cisim serbest kaldıktan sonra ise atış denklemleri kullanılır. Evreler arasındaki ortak büyüklük, cismin ayrılma anındaki hızıdır.

Yay Enerjisiyle Yatay Atış

Sürtünmesiz düzlemde sıkıştırılan yayın esneklik potansiyel enerjisi cismin kinetik enerjisine dönüşür: ½kx²=½mv². Buradan ayrılma hızı v=x√(k/m)‘dir. Masa yüksekliği h ise yatay menzil R=x√(k/m)·√(2h/g) olur.

Örnek - 19

Esneklik katsayısı k olan yay x kadar sıkıştırılıp önündeki m kütleli cisim serbest bırakıldığında cisim, yüksekliği h olan masanın kenarından yatay ayrılarak R noktasına düşüyor.

Cismin yatay menzilini iki katına çıkarmak için;

I. yayı 2x kadar sıkıştırmak,
II. cismin kütlesini m/4 yapmak,
III. masa yüksekliğini 4h yapmak

işlemlerinden hangileri tek başına uygulanabilir?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve II
D) II ve III
E) I, II ve III

R=x√(k/m)·√(2h/g) bağıntısına göre R; sıkışma miktarı x ile doğru, kütlenin kareköküyle ters, yüksekliğin kareköküyle doğru orantılıdır. x’in iki katına çıkması R’yi iki katına çıkarır. m’nin m/4 olması √(m/(m/4))=2 katsayısını, h’nin 4h olması √4=2 katsayısını verir. Üç işlem de tek başına yeterlidir.

Cevap: E

Düşey Duvarla Esnek Çarpışma

Pürüzsüz düşey duvara tam esnek çarpan cismin yatay hız bileşeni büyüklüğünü koruyup yön değiştirir. Düşey hız bileşeni ve düşey hareket çarpışmadan etkilenmez. Bu nedenle toplam uçuş süresi yalnız başlangıç yüksekliğiyle belirlenmeye devam eder.

Örnek - 20

Yerden 45 m yüksekteki K noktasından 10 m/s yatay hızla atılan top, yatayda 20 m uzaktaki pürüzsüz düşey duvara tam esnek çarpıp L noktasında yere düşüyor.

Yatay atılan topun düşey duvara esnek çarpıp yere düşmesi

Duvar ile L noktası arasındaki yatay uzaklık kaç metredir? (g=10 m/s²)

A) 5
B) 10
C) 15
D) 20
E) 25

Toplam düşme süresi 45=5t² bağıntısından 3 s’dir. Duvara ulaşma süresi 20/10=2 s olduğundan çarpışmadan sonra 1 s hareket eder. Esnek çarpışmada yatay hız 10 m/s büyüklüğünü koruyup sola döner. Bu nedenle duvardan sonra yatayda 10·1=10 m ilerler.

Cevap: B

Hareketli Araçtan Bırakılan Cisim

Yatay hareket eden uçaktan veya araçtan serbest bırakılan cismin bırakılma anındaki yatay hızı, aracın o andaki yere göre hızına eşittir. Temas kesildikten sonra aracın hız ya da ivmesindeki değişiklik pakete aktarılmaz. Paket yatay atış yaparken araç kendi hareket denklemlerine göre ilerler.

Örnek - 21

Yerden 125 m yüksekte 40 m/s sabit yatay hızla uçan bir uçak, taşıdığı paketi serbest bırakıyor. Aynı anda uçak yatay doğrultuda 2 m/s² sabit ivmeyle hızlanmaya başlıyor.

İvmelenen uçaktan bırakılan paketin yatay atış hareketi

Paket yere ulaştığı anda uçak ile paket arasındaki yatay uzaklık kaç metredir? (Hava direnci önemsizdir, g=10 m/s².)

A) 10
B) 20
C) 25
D) 40
E) 50

Paketin düşme süresi 125=5t² bağıntısından t=5 s’dir. Paket yatayda 40·5=200 m ilerler. Uçak aynı sürede x=40·5+½·2·5²=225 m yol alır. Aralarındaki yatay uzaklık 225-200=25 m olur.

Cevap: C

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz