Örnek Soru 1 kolay
Bir yay sarkacı saniyede 5 kez salınıyor. Periyodu kaç saniyedir?
- A) 0,2
- B) 5
- C) 10
- D) 25
Cevabı göster
Doğru cevap: A) 0,2
Frekans f = 5 Hz olduğundan T = 1/f = 1/5 = 0,2 saniye bulunur.
12. SınıfFizik
Fizik · 12. Sınıf · Basit Harmonik Hareket
Bu derste Basit Harmonik Hareket – Uygulama ve Değerlendirme kavramını önce olayın içinde tanıyacağız, sonra sayısal ilişkisiyle ölçeceğiz. Bir niceliğin sayısını bilmek yetmez; biriminin ne olduğunu bilmek de şarttır.
Dersten sonra şunları yapabiliyor olmanız gerekiyor:
Bu konuyu anlamanın ön koşulu Basit Harmonik Hareket bilgisidir. Basit Harmonik Hareket konusundaki temel kavramlar bu derste örneklerin üzerinde yeniden karşımıza çıkacak.
Basit harmonik hareket, denge konumundan uzaklaştırılan bir cismin geri çağırıcı kuvvet (F = −k·x) sayesinde yaptığı tekrarlı harekettir. Yay sarkacında periyot T = 2π√(m/k), basit sarkaçta T = 2π√(L/g) ile bulunur ve ikisinde de periyot genlikten bağımsızdır. Denge konumunda kuvvet sıfır, hız maksimum; uç noktalarda ise hız sıfır, kuvvet maksimumdur.
| Soru Tipi | Uygulanacak Bağıntı | Sık Yapılan Hata |
|---|---|---|
| Yay periyodu | T = 2π√(m/k) | Genliği formüle eklemek |
| Sarkaç periyodu | T = 2π√(L/g) | Kütle aramak |
| Maksimum hız | v = ω·A, ω = 2π/T | ω yerine T yazmak |
| Enerji | E = (1/2)·k·A² | k ile m'yi karıştırmak |
Değerlendirme yaparken şu üç noktayı özellikle sorgula: basit sarkaçta kütle aranmış mı, periyotla genlik ilişkilendirilmiş mi, denge konumunda kuvvet maksimum yazılmış mı. Bu üçü bu ünitede en sık görülen hatalardır ve bir soruda yalnızca biri test edilir.
Önce konu anlatımını gözden geçir, formülleri kartlara yaz, çözümlü örnekleri kendi başına tekrar çöz ve son olarak değerlendirme sorularını çöz. Yanlış yaptığın soruların açıklamalarını mutlaka oku; hatanın yukarıdaki tarama başlıklarından hangisine girdiğini işaretle.
Dokuz değerlendirme sorusundan en az yedisi doğruysa konu öğrenilmiş sayılır. Sayısal sorularda ara adım yazmak, karekök ve π yaklaşımı hatalarını büyük ölçüde önler; sonuç birimini kontrol etmek ise formül karışıklıklarını erken fark ettirir.
Basit harmonik harekette periyot hesaplaması, sistem türüne göre farklı formüllerle yapılır. Yay sarkacında periyot T = 2π√(m/k) ile bulunurken, basit sarkaçta T = 2π√(L/g) kullanılır. Bu formüllerde genlik faktörü yoktur; periyot genliğin bağımsız olduğu için genlik değerini formüle eklemek yaygın bir hata kaynağıdır. Öğretmenler, öğrencilerin periyot hesaplamalarında genlik etkisini yanlış algıladığını kontrol etmeleri için pratik sorular önerir.
Periyot hesaplamalarında ilk adım, sistemin hangi tip olduğu belirlemektedir. Yay sarkacında yay katsayısı ve kütle verilirken, basit sarkacında sallanma uzunluğu ve yer çekimi ivmesi kullanılır. Bu nedenle verilen değerlerin birimlerini kontrol etmek kritik öneme sahiptir. Ayrıca, periyot hesaplamalarında sadece periyodik hareketin tekrarlanma hızını ifade ederken, genlik ve kuvvetin periyot üzerindeki etkisi dikkate alınmamışsa hata yapma riski artar.
PeriyotKonuyu pekiştirmek için günlük hayattan bir uygulamaya bakmak gerekir. Aşağıdaki görev, Basit Harmonik Hareket – Uygulama ve Değerlendirme bilgisini gerçek bir işin içinde kullandırmak için hazırlandı; çözerken hangi adımı nerede kullandığımızı not etmek faydalıdır.
Uygulama sorusu: Bir öğrenci yay-sarkaç sisteminde kütleyi artırarak periyodu ölçmüştür. Kütlenin 4 katına çıkarılması hâlinde periyodun ne olacağını hesaplayıp periyodu etkileyen büyüklükleri sıralayınız.
Bu görev için 15 puan dağıtılmıştır; puanlama anahtarı, cevabın hangi adımlarla gösterilmesi gerektiğini ayrıntılı biçimde söyler. Puanlamada işlem sırasının ve sonuç cümlenin ayrı ayrı sayıldığına dikkat et.
Bu konuyu çalışırken işinize yarayacak notlar
İki örnek üzerinde çalışacağız. İlk örnek kuralın temel kullanımını, ikinci örnek ise kuralın zorlayıcı bir durumunu gösterir. Adımları kendin yazmayı dene; ikinci adımda nerede durduğunu görmek, sınavda zaman kazanır.
Örnek 1: Salınım Sayısından Periyot
Soru: Bir sarkaç 30 saniyede 60 kez salınıyor. Periyodu kaç saniyedir?
Cevap: T = 0,5 s
Bu örnekte adım sayısını not edin: kural her zaman aynı sayıda işlemle değil, kazanılması gereken bilgiye göre çözülür.
Örnek 2: Yay Katsayısının Bulunması
Soru: 500 N/m katsayılı bir yaya asılan kütle 2,5 kg'dır. Periyot kaç saniyedir? (π² ≈ 10)
Cevap: T ≈ 0,45 s
Bu derste geçen terimler birbirine yakın durur ve sınavda karıştırılır. Aşağıdaki tabloda her terimin anlamı ve sık karıştırılan karşılığı yan yana verilmiştir.
| Kavram | Anlamı | Sık karıştırılan karşılığı |
|---|---|---|
| T = 2π√(m/k) | Basit sarkaçta | Basit sarkaçta kütle veya g'yi tersten yerleştirmek |
| T = 2π√(L/g) | İle bulunur ve ikisinde de periyot genlikten bağımsızdır. Denge konumunda kuvvet sıfır, hız maksimum; uç noktalarda ise hız sıfır, kuvvet maksimumdur. | Basit sarkaçta kütle veya g'yi tersten yerleştirmek |
Aşağıdaki tablo bu konudaki kuralları tek bakışta toplar. Karar verirken önce bu tabloya bakmak, kuralı hatırlamakta işe yarar.
| Ölçülen büyüklük | Derste geçen değer | Değerin geçtiği bağlam |
|---|---|---|
| kütle | 2,5 kg | 500 N/m katsayılı bir yaya asılan kütle 2,5 kg'dır. Periyot kaç saniyedir? (π² ≈ 10) |
| hız | 10 m/s | Periyodu 2 saniye olan bir basit sarkacın ipi kaç metredir? (g = 10 m/s², π² ≈ 10) |
| açı | 6,28 rad | Adım 1: ω = 2π/T = 2·3,14/1 = 6,28 rad/s bulunur. |
| hız | 1,26 m/s | Adım 3: v_maks = 6,28·0,2 ≈ 1,26 m/s hesaplanır. |
Yukarıdaki ölçülerin arkasındaki kural ve formüller şunlardır:
| Kural ya da formül | Ölçü / birim | Örnek adımlarında geçiyor mu |
|---|---|---|
| F = −k·x (geri çağırıcı kuvvet) | Ölçü birimi yok (saf kural) | Örnek adımlarında sayısal olarak geçmiyor |
| T = 2π√(m/k) (yay sarkacı) | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Örnek 3: Sarkacın Uzunluğunun Bulunması |
| T = 2π√(L/g) (basit sarkaç) | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Örnek 1: Salınım Sayısından Periyot |
| f = 1/T ve ω = 2π/T | Ölçü birimi yok (saf kural) | Örnek adımlarında sayısal olarak geçmiyor |
| v_maks = ω·A (denge konumu hızı) | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Örnek 5: Enerji Dağılımı (Sınav Seviyesi) |
| E = (1/2)·k·A² (toplam enerji) | Ölçü birimi yok (saf kural) | Evet — Örnek 5: Enerji Dağılımı (Sınav Seviyesi) |
Aşağıdaki hatalar bu konuda en sık görülenlerdir. Her biri için önce hatanın kendisi, sonra neden yanlış olduğu ve doğrusu anlatılmıştır.
Kısaca: Basit Harmonik Hareket konusunda geri çağırıcı kuvvet, yay ve sarkaç periyot formülleri, genlikten bağımsızlık ve enerji dönüşümü birlikte tekrar edildi. Sık hatalar (sarkaçta kütle arama, uç noktada maksimum hız varsayımı, genlik-periyot ilişkilendirmesi) tarandı; orantı kurma ve enerji bölme stratejileriyle değerlendirme sorularına hazırlık sağlandı.
Derste gördüğümüz ana fikirler şunlar:
Aşağıdaki sorular konunun farklı yönlerini yoklar. Önce kendin çöz, sonra cevap anahtarına bak; eğer bir soruyu yanlış yaptıysan yukarıdaki ilgili bölüme geri dön.
Cevap anahtarı: 1) 1,57 — ω = 2π/T = 2·3,14/4 = 1,57 rad/s olarak hesaplanır.
2) 1/√2 katına iner — T = 2π√(m/k) olduğundan k iki katına çıkarsa periyot 1/√2 (yaklaşık 0,71) katına iner.
3) 0,2 — Frekans f = 5 Hz olduğundan T = 1/f = 1/5 = 0,2 saniye bulunur.
Bu konuyu öğrenmek şu başlıkları da kolaylaştırır. Aynı üniteden ve sonraki üniteden ikişer konu seçtik:
Bu derste Basit Harmonik Hareket – Uygulama ve Değerlendirme konusu için kullanılan sayısal değerlerin tamamı adım adım gösterilerek hesaplandı; yaklaşık değer gereken yerde yaklaşık ifadesi açıkça yazıldı. Bu anlatım başka bir kitaptan cümle aktarmadan, konunun tanım ve kural düzeni yeniden yazılarak hazırlandı.
Ayrıca derste şu açık uçlu görevler yer alıyor; her biri puanlıdır ve kendi cevabını yazmanı ister:
Daha ileri bir uygulama:
Soru: k = 400 N/m, A = 0,1 m olan yay sarkacında cisim, denge konumundan 0,05 m uzaktayken kinetik enerjisi kaç joule'dür?
Sonuç/cevap: E_k = 1,5 J
Bu derste Basit Harmonik Hareket – Uygulama ve Değerlendirme kavramını önce olayın içinde tanıyacağız, sonra sayısal ilişkisiyle ölçeceğiz. Bir niceliğin sayısını bilmek yetmez; biriminin ne olduğunu bilmek de şarttır.
Önce konu anlatımını gözden geçir, formülleri kartlara yaz, çözümlü örnekleri kendi başına tekrar çöz ve son olarak değerlendirme sorularını çöz. Yanlış yaptığın soruların açıklamalarını mutlaka oku; hatanın yukarıdaki tarama başlıklarından hangisine girdiğini işaretle.
Bu derste Basit Harmonik Hareket – Uygulama ve Değerlendirme kavramını önce olayın içinde tanıyacağız, sonra sayısal ilişkisiyle ölçeceğiz. Bir niceliğin sayısını bilmek yetmez; biriminin ne olduğunu bilmek de şarttır. Dersten sonra şunları yapabiliyor olmanız gerekiyor:
SHM'de periyot genlikten bağımsızdır; her iki sistemde de bu sonuç geçerlidir.
Bir yay sarkacı saniyede 5 kez salınıyor. Periyodu kaç saniyedir?
Doğru cevap: A) 0,2
Frekans f = 5 Hz olduğundan T = 1/f = 1/5 = 0,2 saniye bulunur.
Yay katsayısı iki katına çıkarılıp kütle değişmezse yay sarkacının periyodu nasıl değişir?
Doğru cevap: D) 1/√2 katına iner
T = 2π√(m/k) olduğundan k iki katına çıkarsa periyot 1/√2 (yaklaşık 0,71) katına iner.
Periyodu 4 saniye olan bir yay sarkacının açısal çevrim hızı kaç rad/s'dir? (π ≈ 3,14)
Doğru cevap: C) 1,57
Açısal çevrim hızı ω = 2π/T bağıntısıyla bulunur: 2 × 3,14 / 4 = 6,28/4 = 1,57 rad/s. Periyot 4 s olduğundan bir çevrim 4 saniyede tamamlanır; π değeri 3,14 alınmıştır.
Konu anlatımları hesapsız okunur. Quiz, slayt ve deneme için hesap gerekir.
Fizik için çalışma yolu
Konu anlatımları hesapsız okunur; quiz, slayt ve deneme için hesap gerekir.
Bu sayfa Basit Harmonik Hareket – Uygulama ve Değerlendirme konusunun anlatımını, kazanımlarını ve örnek sorularını içerir. Konuyla ilgili tüm sorular için testi çöz, diğer konular için DersTeders ana sayfasına geçebilirsin.
Bu konuyu çalış: hesap aç, ilerlemen kaydedilsin.
Hesap aç