Fizik I · 3. Ünite: İki ve Üç Boyutta Kinematik; Vektörler

Eğik Atış Hareketi

Yer çekimi altında serbest bırakılan, atılan ya da vurulan her cisim yatayda sabit hızla, düşeyde sabit ivmeyle hareket eder. Eğik atış, vektörel kinematiğin en temiz uygulamasıdır: iki bağımsız tek boyutlu hareketin birleşimi bir parabol çizer. Bu konuda atış denklemlerini türetecek, menzil, uçuş süresi ve tepe yüksekliği formüllerini elde edecek, $45^\circ$ kuralının ve tümler açı simetrisinin nereden çıktığını göreceksin; başlangıç yüksekliği ve hava direncinin sonucu nasıl değiştirdiğini de yorumlayacaksın.

Öğrenme hedefleri

Konu anlatımı

  1. Bağlam: Bağımsız Hareketler Fikri

  2. Temel Kavramlar ve Tanımlar

  3. Türetme: Denklemler, Yörünge, Menzil ve Tepe

  4. Çözümlü Örnekler

  5. Grafik ve Tablo Yorumu, Simülasyon Yönlendirmesi

  6. Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları

  7. Bağlantılar ve Özet

Anahtar terimler

Atış hareketi (projectile motion)
Yalnızca yer çekiminin etkisinde, yatayda sabit hızlı düşeyde sabit ivmeli iki boyutlu hareket.
Yörünge (trajectory)
Cismin uzayda izlediği yol; hava direncinin yokluğunda paraboldür.
Menzil (range)
Cismin atış noktasıyla aynı yükseklikte iken aldığı yatay uzaklık.
Tepe yüksekliği
Atış noktasına göre ulaşılan en büyük yükseklik; tepede $v_y = 0$.
Uçuş süresi
Atış anıyla yere çarpma anı arasındaki süre.
Tümler açılar
Toplamı $90^\circ$ olan ve aynı menzili veren atış açıları.
Hareketlerin bağımsızlığı
Yatay ve düşey bileşenlerin birbirini etkilemeden ayrı ayrı çözülebilmesi.
Hava direnci (drag)
Hızla artan, harekete zıt yönlü kuvvet; menzili ve tepeyi azaltır, simetriyi bozar.

Örnek soru

Hava direncinin ihmal edildiği bir eğik atışta, cismin yörüngesinin tepe noktasında hız ve ivme için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

  1. Hız sıfırdır, ivme $g$ kadardır ve aşağı yönlüdür.
  2. Hız yataydır ve sıfırdır, ivme de sıfırdır.
  3. Hız sıfırdır; ivme yatay ve $g$ kadardır.
  4. Hız yataydır, ivme sıfırdır.
  5. Hız yataydır ve $v_0\cos\theta$ kadardır, ivme $g$ kadar ve aşağı yönlüdür.

Doğru cevap: E

Çözüm

1. Düşey hız bileşeni $v_y = v_0\sin\theta - gt$ tepede sıfırdır; yatay bileşen $v_x = v_0\cos\theta$ ise hiç değişmez.
2. Dolayısıyla tepede hız sıfır değil, yataydır ve büyüklüğü $v_0\cos\theta$'dır.
3. İvme atış boyunca sabittir: $\vec{a} = -g\hat{j}$; tepede de aşağı yönlü ve $g$ kadardır.
Cevap E. "Hız sıfırdır" düşüncesi, tepeyi "durma noktası" sanmaktan gelir; yalnızca düşey hareket durur.

Fizik I: tüm konular