11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları Sayfa 102
11. sınıf Fizik ders kitabı (MEB Yayınları) sayfa 102 10. Etkinlik (Düzgün Çembersel Hareketin Değişkenleri) 5-11. basamak cevapları aşağıdadır. Önce kendiniz çözmeye çalışıp sonra kontrol etmenizi öneririz.
5-8. Basamak (Senaryo)
Örnek senaryo (çizgisel sürat ve merkezcil kuvvet): Bir öğrenci elindeki ipin ucuna bağlı yumuşak bir topu yatay düzlemde döndürür. Önce ipin boyunu sabit tutup dönüşü yavaş, sonra hızlı yapar ve elinde hissettiği çekişi karşılaştırır. Ardından dönüş süresini aynı tutup ipi uzatır. Sınıf, topun süratinin ve ipin elde oluşturduğu çekme kuvvetinin her durumda nasıl değiştiğini gözlemler. İp bırakıldığında topun teğet doğrultuda uçtuğu da gösterilir.
9. Basamak (İddia formu)
- İddia: Aynı sürede tur atan noktalardan merkeze uzak olanın çizgisel sürati büyüktür; dönüş hızlandıkça cismi çembersel yörüngede tutmak için gereken merkezcil kuvvet artar.
- Gerekçeler: Drama sırasında dış çemberdeki öğrenci aynı sürede daha uzun yol almıştır ve ipteki gerginliği daha fazla hissetmiştir; tempo arttıkça iplerdeki gerginlik artmıştır.
- Karşıt iddia: Aynı eksen etrafında dönen tüm noktaların hızları eşittir.
- Çürütücü: Bu noktaların eşit olan açısal hızlarıdır; çizgisel sürat yarıçapla orantılıdır (ϑ = ω · r).
- Sonuç: Çembersel hareketin değişkenleri birbirine bağlıdır; açısal hız ve yarıçap çizgisel sürati, sürat ve yarıçap da merkezcil ivme ve kuvveti belirler.
10. Basamak (Matematiksel modeller)
- Frekans ve periyot: f = 1 / T
- Açısal hız: ω = 2π / T = 2π · f
- Çizgisel sürat: ϑ = 2π · r / T = ω · r
- Merkezcil ivme: am = ϑ² / r = ω² · r
- Merkezcil kuvvet: Fm = m · ϑ² / r = m · ω² · r
11. Basamak
a) Tur sayısı artarsa ipteki gerilme
Yatay masada ipteki gerilme merkezcil kuvveti sağlar: T = m · ω² · r = m · 4π² · f² · r. İp boyu (r) sabitken saniyedeki tur sayısı (f) arttığında gerilme artar; frekansın karesiyle orantılı olduğu için tur sayısı 2 katına çıkarsa gerilme 4 katına çıkar.
b) Düşey düzlemde dönen kova
En alt noktada ağırlık merkezden dışarı doğru olduğundan ip hem ağırlığı dengelemeli hem merkezcil kuvveti sağlamalıdır: Talt = m · ϑ²/r + m · g. En üst noktada ise ağırlık merkeze doğrudur ve merkezcil kuvvete katkı verir: Tüst = m · ϑ²/r − m · g. Bu yüzden kova en alt noktadan tepeye doğru giderken ipteki gerilme giderek azalır; en büyük değeri en altta, en küçük değeri tepededir.
c) Yatay virajda güvenli sürat kütleye bağlı mı?
Yatay virajda merkezcil kuvveti yolun sürtünme kuvveti sağlar. Savrulmamak için: m · ϑ² / r ≤ k · m · g → ϑmax = √(k · g · r)
Kütle eşitliğin iki tarafında sadeleşir; güvenli sürat sınırı kütleye bağlı değildir. Yalnızca sürtünme katsayısına, virajın yarıçapına ve g’ye bağlıdır. Kamyon da otomobil de aynı sınırı aşmamalıdır.
ç) Eğimli virajın açısı artırılırsa
Sürtünme olmadan dönüş için ideal süratte normal kuvvetin yatay bileşeni merkezcil kuvveti sağlar: tanθ = ϑ² / (r · g) → ϑideal = √(r · g · tanθ)
Eğim açısı θ artırılırsa tanθ büyür ve ideal sürat artar. Araçlar virajı daha yüksek süratte sürtünmeye daha az ihtiyaç duyarak güvenle dönebilir.
← Sayfa 100 Cevapları | Tüm Sayfalar | Sayfa 103 Cevapları →
Hata mı buldunuz? Bu sayfadaki bir cevapta hata fark ettiyseniz bize bildirin, hemen düzeltelim.
Bu sayfadaki çözümler Yazılı Deposu tarafından öğrencilere yardımcı olmak amacıyla bağımsız olarak hazırlanmıştır. Ders kitaplarının metin, soru ve görselleri sitemizde yayımlanmaz; tüm hakları sahiplerine aittir. Sitemiz Millî Eğitim Bakanlığı veya herhangi bir yayınevi ile bağlantılı değildir. Bir içerikle ilgili talebiniz için İletişim sayfasından bize ulaşabilirsiniz.