ATIŞLAR ÇÖZÜMLER Alıştırmalar 1. ­ ­ ­ Atışlar a) Cismin­serbest­bırakıldığı­yükseklik, h= BÖLÜM 5 2 1 2 1 g.t = .10.6 = 180 m olur. 2 2 m h b) Cis­min­5­sa­ni­ye­de­al­dı­ğı­yol, 2 1 2 1 h 2 = g.t = .10. (5) = 125 m 2 2 ­­ olur.­Cis­min­son­sa­ni­ye­de­al­dı­ğı­yol, ­ ∆h­=­h­–­h5 ­ =­180­–­125­ ­ =­55­m­olur. c) Cis­min­3­sa­ni­ye­de­al­dı­ğı­yol, 2 1 2 1 h 3 = g.t = .10. (3) = 45 m ­olur. 2 2 3. Ci­sim­ t­ sa­ni­ye­de­ ye­re­ düş­sün.­ h5 Atıl­dı­ğı­h­yük­sek­li­ği, h= ­ ­ ­ ­ ­ =­45­–­20­ =­25­m­olur. ­ ­ ­ ­ ­­ Cis­min­ye­re­çarp­ma­hı­zı, t­=­8­s­olur. II.­Yol ­ Serbest­ düşmede­ alınan­ yol­ hızın­ 5­ gerisidir.­ Cisim­son­saniyede­75­m­yol­aldığına­göre,­yere­ çarpma­hızı­V­=­80­m/s­olur. b) Cis­min­atıl­dı­ğı­yük­sek­lik, yer a) Ci­sim­ara­ba­nın­üze­ri­ne, 1 2 h = g.t 2 2 1 .10t 2 2 16 = t & t = 4 s de düfler. Ara­ba­nın­hız­lan­ma­iv­me­si, 1 2 x = a.t 2 2 1 64 = .a. (4) 2 ­ ­­­64­=­8a­⇒ a­=­8­m/s2­olur. b) Ci­sim­ara­ba­ya­çarp­tı­ğın­da­ara­ba­nın­hı­zı, ­ 10t­=­80 V­=­g.t­=­10.­8­=­80­m/s­olur. 3m ­ ­ Son­sa­ni­ye­de­alı­nan­yol­75­m­ise­ye­re­çarp­ma­ sü­re­si, ­ ­ h­–­h′­=­75 ­ ­ 83m 80 = V 2 1 g (t – 1) 2 ­ h=80m x=64m ı 5t2­–­5t2­+­10t­–­5­=­75 ­ L 75m 1 2 1 g.t ­–­ ­g(t­–­1)2­=­75 2 2 K 2. 1 2 g.t ­olur. 2 1 2 1 2 g.t ­–­ g(t ­–­2t­+­1)­=­75 2 2 ­­ olur.­Cis­min­3.­sa­ni­ye­de­al­dı­ğı­yol, ­ ∆h­=­h3­–­h2 ­ ­ t h ­ Son­1­sa­ni­ye­ye­ka­dar­al­dı­ğı­h h' = t–1 h yo­lu, d) Cis­min­2­sa­ni­ye­de­al­dı­ğı­yol, 2 1 2 1 h 2 = g.t = .10. (2) = 20 m 2 2 ­ ­ a) I.­Yol ­­­­­V­=­Vo­+­a.t­=­0­+­8.4­=­32­m/s­olur. 1 2 1 g.t ­=­ .10.(8)2­=­320­m­olur. 2 2 ­ ­ ­­­­­h­=­ 4. a) As­ke­rin­ 10­ sa­ni­ye­ sonra­ki­hı­zı,­ Vo­=­g.t1 ­ ­ =­10.10­ ­ ­ =­100­m/s­­olur.­ ­ h1 Vo=100m/s h ­ Pa­ra­şüt­açıl­dık­tan­son­ra­ ya­vaş­la­yıp­ 20­ m/s­ hız­la­ ye­re­düş­tü­ğü­ne­gö­re, h2 Vs=20m/s Vs­=­Vo­–­a.t2 ­ ­ ­ 20­=­100­–­4.t2 ⇒ t2­=­20­s­olur. ­As­ke­rin­ye­re­in­me­sü­re­si, ­­ ­t­=­t1 + t2­=­10­+­20­=­30­s­olur. KUVVET VE HAREKET 57 b) Pa­ra­şü­tün açıl­dı­ğı yük­sek­lik 2 7. 2 Vs = Vo – 2.a.h2 Vs2 = Vo2 – 2g.h (20)2 = (100)2 – 2.4.h2 Vs2 = (30)2 – 2.10.(–80) 8h2 = 10000 – 400 Vs2 = 2500 8h2 = 9600 (+) Vs = 50 m/s olur. h2 = 1200 m olur. c) He­li­kop­te­rin yer­den yük­sek­liği, a) Cis­min ye­re çarp­ma hı­zı, b) Cismin yere düşme süresi, h = h1 + h2 (–) 80m Vs = Vo – gt 1 2 g.t + 1200 2 1 1 = 10.102 + 1200 2 = 30m/s – 50 = 30 – 10t ⇒ t = 8 s olur. Vs c) Cismin atıl­dık­tan 5 s son­ra­ki hı­zı, = 1700 m olur. Vs = Vo – gt 5. Cismin yere göre düşey doğrultudaki ilk hızı Vo = 10 m/s dir. Cisim serbest bırakıldığı anda balonun yerden yüksekliği, 1 h = Vo.t + g.t2 2 1 = 10.4 + 10.42 2 = 40 + 5.16 = 40 + 80 = 120 m olur. = 30 – 10.5 = – 20 m/s Hızının büyüklüğü 20 m/s olur. 8. V(m/s) Vo=20 K 6. tç =2 VoK=50m/s tu=6 t(s) L hK=195m Vs h yer VK VL a) Hız-za­man gra­fi­ği­ne ba­kıl­dı­ğın­da ci­sim 20 m/s hız­la atıl­mış ve 6 sa­ni­ye son­ra ye­re düş­müş­tür. a) K cis­mi­nin ye­re çarp­ma hı­zı, VK2 = VK2 = VK2 = VoK2 + 2g.hK 502 + 2.10.195 6400 VK = 80 m/s olur. K cis­mi­nin ye­re düş­me sü­re­si, Vs = Vo – g.t = 20 – 10.6 = –40 m/s olur. b) Cis­min atıl­dı­ğı yük­sek­lik hız-za­man gra­fi­ğin­de doğ­ru­nun al­tın­da­ki ala­na eşit­tir. h= 20.2 40.4 – 2 2 VK = Vo + g.tK = 20 – 80 80 = 50 + 10.tK ⇒ tK = 3 s olur. K cis­mi ye­re düş­tük­ten 1 sa­ni­ye son­ra L cis­mi ye­re düş­tü­ğü­ne gö­re, L nin ha­va­da kal­ma sü­re­si, tL = tK + 1 = 3 + 1 = 4 saniye olur. b) L nin ye­re çarp­ma hı­zı, VL = g.tL = 10.4 = 40 m/s olur. c) h yük­sek­li­ği, 1 1 h = g.tL2 = .10.(4)2 = 80 m olur. 2 2 58 Cis­min ye­re çar­p­ma hı­zı, KUVVET VE HAREKET = –60 m olur. c) Ci­smin ye­re olan mak­si­mum yük­sek­li­ği, 2 hmax = Vo +h 2.g 2 (20) = + 60 2.10 = 20 + 60 = 80 m olur. a) Ci­sim ba­lo­na gö­re ser­- best bı­r a­k ıl­d ı­ğ ın­d an Vo=20m/s yere gö­re hı­zı, Vyer = Vo = 20 m/s olur. Ci­sim 8s de ye­re düş­tü­ ğü­ne gö­re, (+) (–) Vo=20m/s = 20 – 10.8 = – 60 m/s olur. h yer b) Ci­sim ser­best bı­ra­kıl­dı­ğın­da ba­lo­nun yer­den yük­sek­li­ği, Vs2 = Vo2 – 2g.h (60)2 = (20)2 – 2.10.(–h) 3600 = 400 + 20h 3200 = 20h ⇒ h = 160 m olur. c) Ci­sim ye­re düş­tü­ğün­de ba­lo­nun yer­den yük­sek­ li­ği, t=5s hyer ı = 160 + 20.8 h = = 320 m olur. Vx x Ci­sim ye­re çarp­tı­ğın­da, Vx = Vo = 60 m/s Vy = g.t = 10.6 = 60 m/s Cismin yere çarpma hızı, V2 = Vx2 + Vy2 V2 = (60)2 + (60)2 V = 60v2 m/s olur. b) Cis­min atış uzak­lı­ğı, x = Vo.t = 60 .6 = 360 m olur. c) 5 s için­de cis­min dü­şey­de al­dı­ğı yol, ı h balon = h + Vo.tu hı olur. Vs Vo=60m/s 36 = t2 ⇒ t = 6 s Vs = Vo – gt 11. a) Cis­min ye­re düş­me sü­re­si, 1 h = gt2 2 1 180 = .10t2 2 h=180m 9. Vy V 1 2 gt 2 1 .10.(5)2 2 = 125 m = 5 s son­ra cis­min yer­den yük­sek­li­ği, ı hyer = h – h 10. a) 6 sa­ni­ye­de K ve L cisim- = 120 m olur. h Vx = Vo = 40 m/s VK VL hL 50m/s L h = hK + hL = 300 + 120 = 420 m olur. b) Ci­sim­ler kar­şı­laş­tık­la­rın­da L nin hı­zı, VL = VoL – gt = 50 – 10.6 = – 10 m/s olur. c) K cis­mi­nin ye­re çarp­ma hı­zı, 2 = VoK + 2g.h VK2 = 202 + 2.10.420 VK2 = 8800 VK = 20c22 m/s olur. = 55 m olur. 12. a) Cis­min ya­tay hı­zı her za­man sa­bit­tir. K cis­mi­nin atıl­dı­ğı yük­sek­lik, VK2 20m/s hK hK = VoK.t + 1 hL = VoL.t – g.t2 2 1 = 50.6 – .10.62 2 = 180 – 125 K ­lerinin al­dık­la­rı yol­lar, 1 2 g.t 2 1 = 20.6 + .10.62 2 = 300 m yer Ye­r e çarp­t ı­ğ ın­d a ya­tay hız dü­şey hı­za eşit ol­du­ğun­dan, Vo=40m/s h Vx yer x Vy |Vx| = |Vy| = 40 m/s olur. V Cis­min ye­re düş­me sü­re­si, Vy = g.t 40 = 10.t ⇒ t = 4 s olur. b) Cis­min ye­re çarp­ma hı­zı, V2 = Vx2 + Vy2 V2 = 402 + 402 V = 40v2 m/s olur. c) h yük­sek­li­ği, 2 1 2 1 h = gt = .10. (4) = 80 m olur. 2 2 d) Ya­tay ek­sen­de alı­nan yol, x = Vx.t = 40.4 = 160 m olur. KUVVET VE HAREKET 59 13. K ve L cisimleri yatay atıldıklarında yatay hızları 16. Bom­ba­nın ye­re sabittir. K ve L cisimleri P ve R noktalarına çarpana kadar yatayda 2x ve x yollarını aldıklarından, 2x = V.tK x = V.tL olur. Eşitlikler taraf tarafa oranlanırsa, tK 2x V.t K = & = 2 olur. x tL V.t L 100m/s düş­me sü­re­si, 100m/s 1 h = gt2 2 h=8km 8000 = 1 .10.t2 2 1600 = t2 10m/s x ⇒ t = 40 s olur. 40 sa­ni­ye­de bom­ba­nın ya­tay ek­sen­de al­dı­ğı yol, xb = Vb.t = 100.40 = 4000 m = 4 km olur. Tan­kın al­dı­ğı yol, 14. Cisimler yatayda sabit hızlı, düşeyde serbest düşme hareketi yapar. Aynı sürede X ve Y nin düşeyde aldıkları yollar eşit iken X cismi 1 br yol Uçak ile tank ara­sın­da­ki ya­tay uzak­lık, alırsa, Y cismi 2 br yol alır. Bu durumda cisimler L hizasında karşılaşırlar. xt = Vt.t = 10.40 = 400 m = 0,4 km olur. x = xb + xt = 4 + 0,4 = 4,4 km olur. 17. T 15. a) K • Vo Voy 180m Vo=10m/s 37° yatay düzlem Vox h 20cm Cis­min ya­tay ve dü­şey ilk hız­la­rı, Vox = Vo.cos37° = Vo.0,8 Voy = Vo.sin37° = Vo.0,6 olur. 10cm x n.basamak Ci­sim n. ba­sa­ma­ğa çarp­sın. Ya­tay­da al­dı­ğı yol, x = Vo.t 0,2.n = 10.t..... Dü­şey­de al­dı­ğı yol, 1 h = gt2 2 1 0,1.n = .10.t2 2 0,1.n = 5t2 ..... olur. ve denk­lem­le­ri ta­raf ta­ra­fa oran­la­nır­sa, 0, 2.n 10.t = 2 0, 1.n 5t 2= 2 & t = 1s olur. t Bu de­ğe­ri denk­lem de ye­ri­ne ya­zar­sak, 0,2.n = 10.1 n = 50 olur. b) Ci­sim mer­di­ve­ne çarp­tı­ğın­da, Vx = Vo = 10 m/s Vy = g.t = 10.1 = 10 m/s V2 = Vx2 + Vy2 V2 = 102 + 102 V = 10 v2 m/s olur. c) Ya­tay­da alı­nan yol, 60 x = Vo.t = 10.1 = 10 m olur. KUVVET VE HAREKET a) Cis­min mak­si­mum yük­sek­li­ği 180 m ol­du­ğun­ dan, 2 Voy h max = 2g 2 Voy 180 = 2.10 3600 = Voy2 ⇒ Voy = 60 m/s Voy = Vo.0,6 60 = Vo.0,6 ⇒ Vo = 100 m/s olur. b) Cis­min uçuş sü­re­si, 2Voy t u = g 2.60 10 = 12 s Ya­tay­da aldığı yol, xmen = Vox.tu = Vo.cos37°.tu = 100.0,8.12 = 960 m olur. c) Atıl­dık­tan 4 s son­ra­ki ya­tay ve dü­şey hız­la­rı, Vx = Vox = 100.0,8 = 80 m/s Vy = Voy – gt = 60 – 10.4 = 20 m/s olur. Cismin hızı, V2 = Vx2 + Vy2 V2 = 802 + 202 V2 = 6800 ⇒ V = 20c17 m/s olur. = 18. 19. Vo=50m/s Voy K Vo=10m/s Va=10m/s 37° L Vox M y yatay düzlem 53o Vox Voy 0,5m h To­pun­ya­tay­ve­dü­şey­ilk­hız­la­rı, 2m Vox­=­Vo.cos37°­=­50.0,8­=­40­m/s Voy­=­Vo.sin37°­=­50.0,6­=­30­m/s­olur. 6m ­ To­pun­K­den­M­ye­gel­me­sü­re­si, 2Voy tu = g To­pun­ilk­hızının­ya­tay­ve­dü­şey­bileşenleri, Vox­=­10.cos53°­=­10.0,6­=­6­m/s 2.30 = 10 = 6 s olur. Bu­du­rum­da­ara­ba­nın­L­den­M­ye­gel­me­sü­re­si­­ Voy­=­10.sin53°­=­10.0,8­=­8­m/s­olur. Topun­potaya­ulaşma­süresi, ­ ­ x­=­Vox.t ­ ­ 6­=­6.t­ ⇒­t­=­1­s­olur. y­yük­sek­li­ği­ise, de­6­s­olur. ­ a) LM­uzaklığı, ­ ­ |LM|­=­Va.t­ ­ ­ ­ =­10.6­ ­ ­ =­60­m­olur. b) KM­uzaklığı, ­ ­ ­ ­ y­=­Voy.t­–­ ­ |KM|­=­Vox.t­ ­ =­40.6­ ­ ­ =­240­m ­ KL­uzaklığı, ­ =­8.1­–­ ­ =­3­m­olur. ­ Po­ta­nın­yer­den­yük­sek­li­ği, ­ ­ h­=­y­+­2­+­0,5­=­3­+­2­+­0,5­=­5,5­m­olur. K 20. t1 • P t2 ­ |KL|­=­|KM|­–­|LM| ­ ­ =­240­–­60 45° ­ ­ =­180­m­olur. x h T • Vo • R h L • S O Şekil-I Şekil-II Cisim t1­saniyede­K­dan­P­ye­gelmiş­ise­P­ye­çarp- c) To­pun­mak­si­mum­yük­sek­li­ği, ma­hızı,­V­=­g.t1­=­10t1­olur.­K­cismi­P­ye­çarpıp­R­ 2 ye­ gelene­ kadar­ düşeyde­ ve­ yatayda­ eşit­ yol­ alır.­ Voy Bu­durumda, 2.g 2 = 1 .10.12 2 ­ ­ h max = 1 2 gt 2 (30) 2.10 = 45 m olur. ­ ­ 1 2 gt ­­ve­­x­=­h­=­V.t2­­olur. 2 2 Bu­iki­değer­eşitlenirse ­ h­=­ 1 2 gt ­=­(10­t1).t2 & t2­+­2t1­­olur. 2 2 t1­=­t­ise,­t2­=­2t­olur.­K­cisminin­R­ye­gelme­süresi, tK­=­t1 + t2­=­t­+­2t­=­3t­olur. ­ K­cisminin­P­den­R­ye­gelme­süresi­ ­ L­cisminin­O­dan­T­ye­gelme­süresine­eşittir.­ ­ Bu­durumda­L­cisminin­uçuş­süresi tL­=­t2 + t2­=­2t­+­2t­=­4t­olur. t K 3t 3 = = ­­olarak­bulunur. t L 4t 4 KUVVET VE HAREKET 61 21. a) Cismin yere düşme süresi, 1 – h = Vo.t– .g.t 2 2 – 23. düşey K 20 m/s 300 = 20t – 5t2 45 m (+) t2 – 4t – 60 = 0 T Vo=20 m/s Vo hmak (t – 10) (t + 6) = 0 t = 10 s olur. a (–) O h=300 m b) Cismin yere çarpma hızı, yatay yer Vç = Vo – g.t |KT| = hmak = 45 m olur. c) Balonun yerden yüksekliği, = 300 + 20.10 hı = 500 m olur. yatay yer rına göre, = –80 m/s olur. hı L a) Cisimler aynı anda T noktasında karşılaştıkla- = 20 – 10.10 P x=120 m b) Cismin T noktasına gelme süresi, h= 45 = 2 1 .g.t 2 2 1 .10.t 2 2 22. a) 9 = t & t = 3 s olur. düşey 10 m/s Cismin ilk hızının düşey bileşeni, Voy=20m/s V =25m/s o 53° Vox=15m/s 2 h mak = yatay h=200 m V oy 2g 2 45 = V oy 2 . 10 Voy = 30 m/s olur. Cismin ilk hızının yatay bileşeni, xmak Cis­min ye­re gö­re yatay doğ­rul­tu­da­ki ilk hı­zı; Vox = Vo.cos53° = 25.0,6 = 15 m/s olur. 120 = Vox . 3 Vox = 40 m/s olur. Vo hızı, Cis­min ye­re gö­re dü­şey doğ­rul­tu­da­ki ilk hı­zı; 2 2 2 ­ = V .sin53°+ 10 = 25.0,8 + 10 = 30 m/s Vıoy o V o = V ox + V oy olur. V o = (40)2 + (30)2 Cismin yere düşme süresi, ­ .t – 1 .g.t2 –h = Vıoy 2 –200 = 30t – 5t2 Vo = 50 m/s olur. t2 – 6t – 40 = 0 (t – 10) (t + 4) = 0 t = 10 s olur. b) Cismin atış uzaklığı, xmak = Vox.tu = 15.10 = 150 m olur. c) Cismin yere düştüğü anda balonun yerden yük sekliği, Sh = h + hı = 200 + 10.10 = 300 m olur. 62 x = Vox . tç KUVVET VE HAREKET 2 c) a açısı, Voy =30m/s 30 tan a = 40 tan a = 3 4 a = 37° olur. Vo =50m/s α = 37° O Vox =40m/s Test ÇÖZÜMLER 1 Atışlar 1. 3. j mg K mg serbest düşme yatay h düşey atış Serbest düşmede ve düşey atışta cismin hızı ile ¨ ivme ( g) vektörü her zaman birbirine paraleldir. . Vo . yatay yer O L Vx=40m/s • 37° x V=50m/s Vy=30m/s V Cismin yatay ve düşey hızları, mg h . V i Vo = Vx = V.cos37° = 50.0,8 = 40 m/s olur. Vx Vy = V.sin37° = 50.0,6 = 30 m/s olur. mg I. yargı doğrudur. mg Yatay atışta cisim atıldığı an, eğik atışta cismin ¨ maksimum yüksekliğinde iken ivme vektörü ( g) ile Cismin yere gelme süresi, Vy 30 tu = = = 3s olur. 10 g h yüksekliği, hız vektörü birbirine diktir. CEVAP C h= 1 2 1 g.t = .10.32 = 5.9 = 45 m olur. 2 u 2 II. yargı doğrudur. Cismin yatayda aldığı yol, x = Vo.tu = 40.3 = 120 m olur. III. yargı doğrudur. 4. CEVAP E t sa­ni­ye­de K ve L ci­sim­le­ri­nin L al­dık­la­rı yol­lar, 1 2 gt 2 1 = 40.t – .10.t2 2 = 40t – 5t2 hK = VoK.t – 2. Serbest bırakılan bir cisim ortam sürtünmesiz ise saniyede hızı ivmesi kadar artar. t=0 h t=1s Cisim düzgün hızlanan hareket yapar. Cismin ivmesi ve hızı kütlesine bağlı değildir. V1=10 m/s 3h Cisim 1 saniyede h = 5 m yol alırken 2 saniyede 3h = 15 m yol alır. t=2s V2=20 m/s CEVAP D 10 m/s hL 100 m 40 m/s hK K 1 2 gt 2 1 = 10.t + .10.t2 2 = 10t + 5t2 hL = VoL.t + Cisimlerin karşılaşma süresi, hK + hL = 100 40t – 5t2 + 10t + 5t2 = 100 50t = 100 ⇒ t = 2 s olur. CEVAP B KUVVET VE HAREKET 63 5. I cismi için: Vı = V + gt h1 = V.t + 7. I K V 1 g t2 2 yatay h 2V h 2 Vı = 2V – gt M 1 h2 = 2V.t – g t2 2 • O II L . V + gt = 2V – gt V = 2gt olur. Bu değer aldıkları yollarda yerlerine yazıldıklarında, 1 2 5 h 1 2gt.t + 2 gt 5 = = 2 = olur. 1 2 7 7 h2 4gt.t – gt 2 2 CEVAP E Cismin yatayda ve düşeyde aldığı yollar yazılıp taraf tarafa oranlanırsa, 1 2 g.t h = 2 x Vo .t 2 1 10.t h = 2 x 30.t 2 5t = 3 30 t = 4 s olur. CEVAP B 8. düşey duvar Voy 6. Vo K yatay yer x yatay yer Cisimler L noktasında eşit büyüklükte hızlarla karşılaştıklarına göre, Vo =30 m/s h1 L• II cismi için: K Vo=50m/s K 53°V ox yatay • O x=180m L yatay yer Vox = Vo.cos53° = 50.0,6 = 30 m/s h Voy = Vo.sin53° = 50.0,8 = 40 m/s Cismin K noktasına gelme süresi, L O. x h= yatay yer V 1 2 . t bağıntısından t bulunur. g = + Vy2 bağıntısından V bulunur. x = Vo . t bağıntısından, x bulunur. CEVAP E 64 KUVVET VE HAREKET 180 = 30.t Vy = g . t bulunur. Vx2 x = Vox.t t = 6 s olur. KL yüksekliği, Vx = Vo V2 |KL| = Voy.t – 1 2 g.t 2 = 40.6 – 5.62 = 240 – 180 = 60 m olur. CEVAP C 9. Vy Vo T 11. hm 45° V x Cisim atıldığı an yatay hızı ile düşey hızı eşit oldua = 45° dir. Cisim a = 45° lik açı ile açıldığında menzil uzaklığı maksimum olup, P O yatay yer Cismin ilk hızı, Vox = Vo.cos60° 1 ⇒ Vo = 40 m/s olur. 2 Cismin atış hızının düşey bileşeni, 20 = Vo. x = 4hmax olur. I. yargı doğrudur. II. yargı yanlıştır. Cisim a = 45° lik açı haricinde bir hızla atıldığında menzil uzaklığı azalır. Voy = Vo.sin60° Voy = 40 III. yargı doğrudur. enerjisi, Vo yatay 3 = 20v3 m/s olur. 2 Cismin T tepe noktasındaki yere göre potansiyel CEVAP D K I hmak 60° Vox m=1kg ğundan cismin atıldığı hızın yatayla yaptığı açı 10. Vo Voy x 20m/s Ep = 1 .m.(Voy)2 2 1 .1.(20v3)2 2 = 400.3 = 2 = 600 J olur. h CEVAP D T • 100m/s yatay hmak h II . 53° • L O yatay yer Cisimlerin düşeyde aldıkları yollardan, 1 2h = g t2u 2 I h g tu = 2 I h = Y h R• 1 g t2iniş 2 II 4h 2h g tiniş = II II K Yatayda alacakları yollar eşit olacağından, xmak = xmak I Vo • L X 2h g tu = 2 I h = 100.0,6.2. g M • h • N • P yer X ve Y cisimleri şekildeki konumdan X cismi Vo hızıyla atıldığında, Y cismi serbest bırakılıyor. İki cisim aynı anda P noktasına düşer. Y cismi 2t süre- II Vo.tu = 100.cos53°.tu Vo.2 12. de yere düşerse X cismi t saniyede M noktasına 2t II saniyede P noktasına gelir. Y cismi R noktasına t 2h g Vo = 60v2 m/s olur. saniyede R noktasına, X cismi M noktasına gelir. CEVAP C CEVAP C KUVVET VE HAREKET 65 Test ÇÖZÜMLER 2 1. Atışlar 3. I cismi için: h= I K 1 g t2 ... � 2 h II cismi için: L• 1 2h = 2Vt – g t2 ... � 2 � ve � eşitlikleri taraf tarafa oranlanacak olursa, M 1 2 gt h 2 = 1 2 2h 2V.t – g t 2 I II II Vo Buna göre, II cismi düşey duvarın L noktasına çarpar. 2h 2V I cismi düşey duvarın P noktasına 2t süre sonra çarparsa, II cismi t süre sonra çarpar. Vo x x 1 2V.t – g t2 = g.t2 2 3 2V.t = g.t2 2 4V t = olur. 3g I. yol: Ci­sim mak­simum yük­sek­li­ğe 2 s de çı­kıp, 6 – 2 = 4 s de ye­re düş­ müş­tür. Cis­min ye­re gö­re ilk hı­zı, 4V 4 V1 = g.t = g. = V olur. 3 3g CEVAP E K • L • M • N • P CEVAP A h(m) h1 h2 Vs = Vo – gtç I cismi L noktasına geldiği an hızının büyüklüğü, • düşey duvar yatay yer 4. . t u=6 t(s) tç =2 0 = Vo – 10.2 Vo = 20 m/s Ci­sim ba­lo­na gö­re 20 m/s hız­la atıl­dı­ğın­dan ba­lonun ilk hı­zı, Vba­ğıl = Vgöz­le­nen – Vgöz­le­yen – 20 = 20 – Vbal ⇒ Vbal = 40 m/s olur. Cis­min atıl­dı­ğı h2 yük­sek­li­ği (balona göre) 1 2 gt 2 1 = 20.6 – .10.62 2 =120 – 180 = – 60 m olur. h2 = Vo.t – 2. L 35m II 5m K I 5m 15m 25m V1=30m/s 15m 25m 35m yatay yer V2=40m/s Cisimler aynı anda serbest düşmeye bırakılıp L cismi K den 1 saniye sonra yere düştüğüne göre cisimlerin aldıkları yollar şekildeki gibi olur. L cismi son saniyede 35 m yol alıp yere 40 m/s hızla çarpmıştır. K cismi yere 3 saniyede geleceğinden hızı V1 = 30 m/s olur. V 1 = 30 = 3 olur. V2 40 4 CEVAP D Ci­sim ye­re düş­tü­ğün­de ba­lo­nun yer­den yük­sek­li­ği, h = h2 + Vbağ.t = 60 + 40.6 = 300 m olur. II. yol: Balonun hızı Vbalon = 40 m/s h1 olur. Cismin 5m aldığı yol şekil15m deki gibi olur. h2 Cisim yere düştüğü anda 0 balonun yerden yüksekliği, h(m) 5m 15m 25m t =2 35m t(s) tu=6 h = h2 + Vbalon.tu = 60 + 40.6 = 300 m olur. CEVAP E 66 KUVVET VE HAREKET 5. 7. II K K y I V h V1 I hmak . 53° L O hK=9br yatay yer V2 L 1 2. V 1y g V2 g 2.V1.sin53° = V2 4 = V2 5 V1 5 = olur. V2 8 2.V1. 6. K CEVAP B 1 2 1 4= 2 1 hK = 2 1 9= 2 hL = • • • M N P • R g.t 2L ⇒ tL = 2t ise g.t 2K g.t 2K ⇒ tK = 3t olur. CEVAP B düşey 8. V2 10m/s L . 35m . . M O x x g t 2L yatay h1 • S II cismi 2t sürede P noktasından geçtiğine göre, I cismi 3t sürede N noktasından geçer. V1 h2=80m 2t 0 2 = 2V hL=4br I ve II cisimlerinin uçuş süreleri eşit olur. tu = tu 3t II Vo=25m/s Voy yatay yer 53° Vox V1 hızıyla atıldığında: h1 = 45 m olacağından h1 = h=80m 2 1 g t1 2 • 2 45 = 5.t 1 ⇒ t1 = 3 s Vox = Vo.cos53° = 25.0,6 = 15 m/s olur. x = V1.3 olur. Cismin yere göre düşey doğrultudaki ilk hızı, V2 hızıyla atıldığında: ı = V sin53°+V Voy o balon h2 = 80 m olacağından 1 g 2 2 t2 h2 = 80 = 5.t 2 ⇒ t2 = 4 s olur. = 25.0,8 + 10 = 30 m/s olur. Cismin uçuş süresi, 2 1 g t2 2 –80 = 30.t – 5t2 ı .t – –h = Voy x = V2.t2 x = V2.4 olur. Her iki durumda cisimlerin yatayda alacakları yollar eşit olacağından, V1.3 = V2.4 V1 4 = olur. V2 3 xmak Cismin yere göre yatay doğrultudaki ilk hızı, x = V1.t1 . yatay yer O t2 – 6t – 16 = 0 (t – 8) (t + 2) = 0 t = 8 s olur. Atış uzaklığı; CEVAP E xmak = Vox.tu = 15.8 = 120 m olur. CEVAP B KUVVET VE HAREKET 67 9. 11. T V Vo=50 m/s Voy hız 53° K 1 2 yatay Vox 3 düşey h=100 m yatay Vx 0 zaman Vy O. L yer Şekil-I yatay yer xmak Şekil-II Cismin hızının zamanla değişimi Şekil-II deki gibi Cismin yatay ve düşey ilk hızları, olduğuna göre, cisim yatay (2), aşağı (3), yukarı (1) Vox = Vo . cos53° = 50 . 0,6 = 30 m/s yönde atılmış olabilir. Voy = Vo . sin53° = 50 . 0,8 = 40 m/s olur. CEVAP E Cismin yere düşme süresi, –h = Voy . t – –100 t2 – 8t – 20 (t – 10) (t + 2) t = = = = 1 . g . t2 2 40t – 5t2 0 0 10 s olur. Atış uzaklığı, xmak = Vox . tu = 30 . 10 = 300 m olur. 10. V X O• V V düşey CEVAP C yatay 12. Y T Z atılıyorlar. Ortam sürtünmesiz olduğundan enerji tu = 2 korunur. nur. P xmak b Voy g =2 Vo sin a bağıntısıyla Vo hızı bulug Vo hızının büyüklüğü, yere çarpma hızı V ye eşit 1 1 mV2 + mgh = mV2yer 2 2 Vox = Vo.cosa bağıntısıyla Vox bulunur. V2 1 2 + gh = V 2 2 yer xmak = Vox.tu bağıntısıyla xmak bulunur. yere çarpma hızları eşittir. CEVAP A KUVVET VE HAREKET hmak olduğundan, V hızı bulunur. olur. Cisimlerin V, g ve h değerleri eşit olduğundan 68 a Vox V Cisimler yerden eşit yükseklikten ve eşit hızlarla O yatay yer yer (yatay) Bu durumda, Voy Vo 2 hmak = V oy 2g 2 = 2 V o . sin a bağıntısıyla hmak bulunur. 2g CEVAP E Adı ve Soyadı : ..................................... 1. Sınıfı : ..................................... Numara : ..................................... Aldığı Not : ..................................... Bölüm Yazılı Soruları (Atışlar) c) Ci­sim­ye­re­çarp­tı­ğın­da, a) Cis­min­ye­re­düşme­süresi,­ V­=­Vo­+­g.t ­ ­ ­ ­ 100­=­0­+­10.t­ Vx­=­Vo­=­20­m/s­ h t­=­10­s­olur. ­ yükseklik, 1 1 h­=­ gt2­=­ .10.(10)2­=­500­m­olur. 2 2 b) Cis­min­ye­re­çarp­madan­ son­ sa­ni­ye­de­ alı­nan­yol­hız-za­man­ gra­fi­ğin­den­ bu­lu­nabi­lir. 90 + 100 .1 Th = 2 ­=­95­m­olur. Vy­=­gt­=­10.2­=­20­m/s­ yer Cismin­serbest­bırakıldığı­ ­ ­ ol­du­ğun­dan­yere­çarpma­hızı, V2­=­Vx2 + Vy2 V=100m/s V2­=­202­+­202 ­ ­ 100 90 Dh 60 h6 6 9 t(s) 10 3. a) Cis­min­uçuş­sü­re­si, 2Vo tu = g hmax 2.50 = 10 =­10­s­olur. ı h 6­=­h­–­h6­=­500­–­180­=­320­m­olur. Vo=50m/s b) Cis­min­çıkabileceği­mak­si­mum­yük­sek­lik, 2 2. X Vo=0 h max = Vo X x=20m h Vx O 2 Vo (50) = = 125 m olur. 2g 2.10 c) Cis­min­4.­sa­ni­ye­de­ki­hı­zı, L K yatay yer M Vy ­ V­=­20v2­m/s­olur. V(m/s) c) Cis­min­6­sa­ni­ye­de­al­dı­ğı­yol, 6.60 =­180­m h6 = 2 Cis­min­yer­den­yük­sek­li­ği, ­ ÇÖZÜMLER ­ ­ ­ ­ V4­=­Vo­–­g.t­ =­50­–­10.4­ =­10­m/s­olur. d) 50 V a) X­cis­mi­2­sa­ni­ye­de­ye­re­düş­tü­ğü­ne­gö­re, 1 1 h­=­ gt2­=­ .10.22­=­20­m­olur. 2 2 20 b) KL­yo­lu­20­m­ol­du­ğun­dan­cis­min­iv­me­si, 0 1 2 at 2 1 ­ ­­20­=­ .a.22 ⇒­a­=­10­m/s2­olur. 2 ­ |KL|­=­ Cis­min­L­nok­ta­sın­da­ki­Vo­hı­zı, Vo­=­a.t­=­10.2­=­20­m/s­ OM­uzak­lı­ğı­ise, V(m/s) 10 Dh 3 4 5 t(s) Cis­min­ 4.­ sa­ni­ye­de­ al­dı­ğı­ yol­ 3­ ile­ 4­ saniyeleri­ arasında­ hız-zaman­ grafiğinin­ altındaki­ alana­ eşittir. Th = 20 + 10 .1 2 ­­=­15­m­olur. |OM|­=­Vo.t­=­20.2­=­40­m­olur. KUVVET VE HAREKET 69 4. Voy K yatay . 50m/s 5. 37° hmax Vox a) düşey 20m/s 200m . yatay yer Voy=20m/s (+) Vx yatay 30m/s Vy (–) h a) Cismin ya­tay ve dü­şey ilk hız­la­rı, Vox = 50.cos37° = 50.0,8 = 40 m/s Vxç Voy = 50.sin37° = 50.0,6 = 30 m/s olur. yatay yer Vyç Ci­sim ye­re düş­tüğün­de dü­şey hı­zı, Vyç = Voy – g . t Vy2 = Voy2 – 2g.h Vy2 = 302 – 2.10.(–200) Vy2 = 900 + 4000 Vy = 70 m/s olur. Cis­min ye­re düş­me sü­re­si, = 20 – 10 . 6 = – 40 m/s Vxç =30m/s Cis­min ye­re çarp­ma hı­zı, Vy2 = 4900 Vç Vy = Voy – gt – 70 = 30 – 10 t ⇒ t = 10 s olur. Vç2 = (30)2 + (40)2 Vç = 50 m/s olur. Vyç=40m/s Vç=50m/s b) Cisim atıldığı anda balonun yerden yüksekliği, 1 –h = Voy . t – . g . t2 2 –h = 20 . 6 – 5 . 62 –h = 120 – 180 b) Cis­min ya­tay hı­zı 40 m/s ol­du­ğun­dan cis­min hı­zı­nın 40 v2 m/s ola­bil­me­si için cis­min dü­şey hı­zının 40 m/s ol­ma­sı ge­re­kir. Vy = Voy – gt – 40 = 30 – 10 t ⇒ t = 7 s olur. c) Cis­min 3 sa­ni­ye son­ra ya­tay ve dü­şey hız­la­rı, ı V x = Vox = 40 m/s ı V y = Voy – gt = 30 – 10.3 = 0 olur. Bu du­rum­da cis­min hı­zı, ı ı V = V x = 40 m/s olur. 2 d) h max = Voy 2g 2 = (30) = 45 m 2.10 Cis­min yer­den olan yük­sek­li­ği, hyer = 200 + hmax = 200 + 45 = 245 m olur. h = 60 m olur. 6. a) Mak­si­mum uzak­lığa gi­de­cek şekilde atıl­dı­ğın­ dan, a = 45° olur. Ci­sim 3 sa­ni­ye­de ya­tay­da 60 m yol al­dı­ğın­dan, x = Vox.t 60 = Vo.cos45°.3 20 = Vo. α=45° x=60m K h M 2 ⇒ Vo = 20v2 m/s olur. 2 = 60 – 45 = 15 m olur. c) Atış uzak­lı­ğı, 2 Vo . sin 2i g 2 KUVVET VE HAREKET Vo b) L noktasının yere olan yüksekliği, 1 h = Voy.t – gt2 2 1 = Vo.sin45°.t – .gt2 2 2 2 1 .3 – .10.3 = 20v2 . 2 2 x men = 70 L (20 2 ) . sin 2.45 10 = = 80 m olur. 7. 9. 8 m/s Vo Vx Voy Vo=60m/s ­ Bom­ba­ser­best­bı­ra­kıl­dı­ğın­da­ye­re­düş­me­sü­re­si, 1 h­=­ gt2 2 1 ­ ­­­18000­=­ .10.t2 2 ­ ­ ­ Cismin­yatay­ve­düşey­ilk­hızları, Voy­=­Vo­.­sin53°­=­60­.­0,8­=­48­m/s­ Cismin­K­noktasına­gelme­süresi, x tank 5,4 km yatay yer x Vox­=­Vo­.­cos53°­=­60­.­0,6­=­36­m/s­ ­ 36 km/h hmak L Vox ­ 18 km 53° O yatay Vo T K 3600­=­t2 ⇒­t­=­60­s­olur. Bu­sü­re­için­de­bom­banın­yatayda­alacağı­yol­tan- Vy­=­Voy­–­g­.­t kın­alacağı­yoldan­4,5­km­fazladır.­Yolların­eşitliğin- ­ ­ 8­=­48­–­10t­ ­ ­ ­ ­ ­ Cismin­yatayda­aldığı­yol, ­ ­ x­=­Vox­.­t ­ ­ =­36­.­4 ­ ­ 60Vo­=­5400­+­600 ­ ­ =­144­m­­olur.­ ­ ­ 60Vo­=­6000 den­bombanın­dolayısı­ile­uçağın­ilk­hızı, 10t­=­40 t­=­4­s­olur. 8. K α ­ xbomba­=­5,4­+­xtank Vo.60­=­5400­+­36. yatay Vo=25m/s 10. h N Vo yatay ­ ­ ­ h 80m t2­=­16 ­ ­ ­ Aynı­sürede­cisim­M­noktasına­geleceğinden, ­ ­ ­ 53° M L ­Arabanın­M­noktasına­gelme­süresi, 1 ­ x­=­ ­.­a­.­t2 2 1 ­ 80­=­ ­.­10­.­t2 2 ­ K N a = 10 m/s2 L yatay yer 1000 m ­.­60 3600 s Vo­=­100­m/s­olur. Vox Voy ­ t­=­4­s­­olur.­ x­=­Vox­.­t 80­=­Vox­.­4­ Vox­=­20­m/s­ Voy­=­15­m/s­­olur.­ ­ h­yüksekliği, ­ ­ ­ ­ 1 ­.­g­.­t2 2 =­15­.­4­+­5­.­42 ­ ­ =­60­+­80 ­ ­ =­140­m­­olur.­ h­=­Voy­.­t­+­ 53° ­ • yatay yer Cisim­yatayda­sabit­hızlı­hareket,­düşeyde­serbest­ düşme­hareketi­yapar.­Şekildeki­üçgenden, tan 53° = h x 2 1 4 2 .g. t = 3 Vo . t 4 5t = 3 Vo 4 5.4 = 3 Vo Vo = 15 m/s olur. KUVVET VE HAREKET 71 72 KUVVET VE HAREKET