Hareket: Konum, Hız, Ortalama Hız, İvme ve Referans Noktası

Konu Özeti

Hareket, bir cismin konumunun zamanla değişmesidir ve fizikte en temel konulardan biridir. Bu konuda cisimlerin hareketlerini sınıflandırmayı, konum, yol, yer değiştirme, sürat ve hız kavramlarını birbirleriyle ilişkilendirmeyi öğreneceksiniz. Düzgün doğrusal hareket, ortalama hız ve ivme ise hareketi sayılarla anlatmanızı sağlar. Hareketin göreli olduğunu, yani referans noktasına bağlı değiştiğini de bu konuda kavrayacaksınız. Konu TYT fizik sorularının önemli bir kısmını oluşturur.

Temel Kavramlar

Bir cismin konumu zamanla değişiyorsa cisim hareketlidir. Hareketler yörüngesine ve hız değişimine göre sınıflandırılır.

• Yörüngeye göre: doğrusal hareket (yörünge doğru), dairesel hareket (yörünge çember), eğrisel hareket.
• Hız değişimine göre: düzgün hareket (hız sabit), hızlanan hareket (hızın büyüklüğü artar), yavaşlayan hareket (hızın büyüklüğü azalır).
• Tekrarlanmaya göre: periyodik hareket (sarkaç, Dünya'nın Güneş çevresindeki dolanması) ve periyodik olmayan hareket.

Sürat = alınan yol / zaman Hız = yer değiştirme / zaman

Hız ve sürat yön bilgisine göre ayrılır: hız vektörel, sürat skalerdir. Yol her zaman pozitiftir ve yer değiştirmeden küçük olamaz.

Düzgün doğrusal harekette hız sabittir; cisim eşit zaman aralıklarında eşit yer değiştirme yapar. Hızın yönü konum ekseninin işaretiyle gösterilir: + yönde giden cismin hızı pozitif, − yönde giden cismin hızı negatiftir.

x = x₀ + v·t (Δx = v·t)

• Konum-zaman grafiğinde doğrunun eğimi hızı verir. Eğim sabitse hız sabittir.
• Hız-zaman grafiğinde grafik ile zaman ekseni arasında kalan alan yer değiştirmeyi verir.
• Hız-zaman grafiği zaman eksenine paralel bir doğrudur.

Hız değişiyorsa tüm hareketi tek bir değerle özetlemek için ortalama hız kullanılır.

v_ort = toplam yer değiştirme / toplam zaman Sürat_ort = toplam yol / toplam zaman

İvme, hızın zamanla değişim oranıdır ve SI birimi m/s²'dir. Hız ile ivme aynı yönlüyse cisim hızlanır, zıt yönlüyse yavaşlar.

a = Δv / Δt = (v_son − v_ilk) / Δt

• Hız ile ivme aynı yönlüyse cisim hızlanır.
• Hız ile ivme zıt yönlüyse cisim yavaşlar.
• İvme sıfırsa hız sabittir ve hareket düzgündür.

Hareket göreli bir kavramdır. Konum, hız ve hareketli olma durumu referans noktasına göre değişir.

• Aynı yönde giden iki cismin birbirine göre hızı, hızların farkıdır: v_bağıl = v₁ − v₂.
• Zıt yönde giden iki cismin birbirine göre hızı, hızların toplamıdır: v_bağıl = v₁ + v₂.
• Başlangıç noktası değiştiğinde konum değerleri değişir, ancak aynı cismin iki konumu arasındaki yer değiştirme (Δx) değişmez.

Birim hatırlatması: 1 km/h = 1/3,6 m/s'dir; yani 72 km/h = 20 m/s eder.