Fizik I · 2. Ünite: Tek Boyutta Kinematik

Konum, Yer Değiştirme ve Hız (Ortalama ve Anlık)

Hareketi nicel olarak anlatmanın ilk adımı, bir cismin nerede olduğunu ve konumunun zamanla nasıl değiştiğini tanımlamaktır. Bu konuda konum, yer değiştirme, ortalama hız, ortalama sürat ve anlık hız kavramlarını kesin biçimde ayırır; anlık hızı konum–zaman fonksiyonunun türevi olarak tanımlarız. Konunun sonunda bir $x(t)$ fonksiyonu veya grafiği verildiğinde yer değiştirmeyi, katedilen yolu ve her türlü hızı hesaplayabilecek, dönüş noktalarını belirleyebileceksiniz.

Öğrenme hedefleri

Konu anlatımı

  1. Bağlam: Hareketi Nasıl Anlatırız?

  2. Konum, Yer Değiştirme ve Katedilen Yol

  3. Ortalama Hız ve Ortalama Sürat

  4. Anlık Hız: Limit ve Türev

  5. Grafik ve Tablo Yorumu

  6. Sık Yapılan Hatalar ve Kavram Yanılgıları

  7. Bağlantılar ve Özet

Anahtar terimler

Kinematik (Kinematics)
Hareketi, nedenlerini (kuvvet, kütle) hesaba katmadan konum, hız ve ivme ile tanımlayan mekanik dalı.
Parçacık modeli (Particle)
Boyutu önemsenmeyip tek bir nokta olarak ele alınan cisim.
Konum (Position)
Parçacığın seçilen orijine göre işaretli uzaklığı; SI birimi metre.
Yer değiştirme (Displacement)
Son konum ile ilk konum arasındaki fark, $\Delta x = x_2 - x_1$; vektörel büyüklük.
Katedilen yol (Distance)
Hareket boyunca alınan toplam uzunluk; skaler ve $\ge |\Delta x|$.
Ortalama hız (Average velocity)
Yer değiştirmenin geçen süreye oranı; $x$–$t$ grafiğinde sekant eğimi.
Ortalama sürat (Average speed)
Katedilen yolun geçen süreye oranı; her zaman negatif olmayan skaler.
Anlık hız (Instantaneous velocity)
Ortalama hızın $\Delta t \to 0$ limiti, $v = dx/dt$; teğet eğimi.
Dönüş noktası (Turning point)
Hızın işaret değiştirdiği, parçacığın yön değiştirdiği konum; orada $v = 0$.

Örnek soru

Bir parçacık $x$ ekseni üzerinde $x_1 = +3\,\text{m}$ konumundan $x_2 = -5\,\text{m}$ konumuna gidiyor. Parçacığın yer değiştirmesi nedir?

  1. +8 m
  2. −8 m
  3. −2 m
  4. +2 m
  5. −5 m

Doğru cevap: B

Çözüm

1. Yer değiştirme son konum eksi ilk konumdur: $\Delta x = x_2 - x_1$.
2. Değerleri yerine koyalım: $\Delta x = -5 - 3 = -8\,\text{m}$.
3. Negatif işaret, yer değiştirmenin $-x$ yönünde olduğunu gösterir.
Cevap: −8 m. $+8\,\text{m}$ işaret hatasıdır (büyüklük alınmış, yön unutulmuştur); $-2\,\text{m}$ ve $+2\,\text{m}$ ise konumları toplamaktan gelir.

Fizik I: tüm konular