Fizik I · 7. Ünite: İş ve Enerji

İki Vektörün Skaler Çarpımı

İki vektörün skaler çarpımı (nokta çarpım, dot product), vektörlerin "ne kadar aynı yönde olduğunu" tek bir sayıyla ölçer ve fizikte işin, gücün ve akının matematiksel temelidir. Bu konuda nokta çarpımı geometrik ($AB\cos\theta$) ve cebirsel ($A_xB_x + A_yB_y + A_zB_z$) olarak tanımlayacak, ikisinin denkliğini göstereceksiniz. Sonunda iki vektör arasındaki açıyı, bir vektörün diğeri üzerindeki bileşenini ve $W = \vec{F}\cdot\Delta\vec{r}$ ile işi hesaplayabileceksiniz.

Öğrenme hedefleri

Konu anlatımı

  1. Bağlam: Neden bir "çarpım" daha?

  2. Tanım, özellikler ve bileşen formülü

  3. Çözümlü örnekler

  4. Grafik ve tablo yorumu

  5. Sık yapılan hatalar ve kavram yanılgıları

  6. Özet ve bağlantılar

Anahtar terimler

Skaler çarpım (dot product)
İki vektörden skaler üreten çarpım: $\vec{A}\cdot\vec{B} = AB\cos\theta = A_xB_x + A_yB_y + A_zB_z$.
Skaler izdüşüm (scalar projection)
$\vec{A}$'nın $\vec{B}$ doğrultusundaki işaretli bileşeni $A_B = \vec{A}\cdot\vec{B}/B$.
Dik vektörler (orthogonal)
Skaler çarpımı sıfır olan ve ikisi de sıfır vektör olmayan vektörler.
Birim vektör (unit vector)
Büyüklüğü bir olan, yalnızca yön bildiren vektör $\hat{A} = \vec{A}/A$.
Kosinüs teoremi
$C^2 = A^2 + B^2 - 2AB\cos\theta$; nokta çarpımın geometrik ve cebirsel tanımlarını birleştirir.
Cauchy–Schwarz eşitsizliği
$|\vec{A}\cdot\vec{B}| \le AB$; eşitlik paralel ya da antiparalel vektörlerde sağlanır.
Dağılma özelliği
$\vec{A}\cdot(\vec{B} + \vec{C}) = \vec{A}\cdot\vec{B} + \vec{A}\cdot\vec{C}$; bileşen formülünün türetilmesinin temelidir.

Örnek soru

$\vec{A} = (1, 2, 3)$ ve $\vec{B} = (4, -5, 6)$ vektörlerinin skaler çarpımı kaçtır?

  1. $-12$
  2. $12$
  3. $32$
  4. $18$
  5. $0$

Doğru cevap: B

Çözüm

1. Bileşen formülü: $\vec{A}\cdot\vec{B} = A_xB_x + A_yB_y + A_zB_z$.
2. $(1)(4) + (2)(-5) + (3)(6) = 4 - 10 + 18 = \mathbf{12}$.
Çeldiriciler: $32$ işaretleri yok sayarak ($4 + 10 + 18$) toplamaktır; $18$ yalnızca $z$ bileşeni çarpımını almaktır; $-12$ toplam işaretini ters çevirmektir; $0$ vektörlerin dik olduğunu varsaymaktır, oysa sonuç sıfır değildir.

Fizik I: tüm konular