Fiziğin Muhteşem DünyasıEtkileşimli fizik simülasyonları
Ana sayfa › Fizik I › Tek Boyutta Hareket

Tek Boyutta Hareket: Ortalama Hız, Ani Hız ve Hareket Grafikleri

Sabit ivmeli harekette konum ve hız $$x(t) = x_i + v_{xi}t + \tfrac12 a_x t^2,\qquad v_x(t) = v_{xi} + a_x t$$ ifadeleriyle verilir. Konum–zaman grafiğinde iki nokta arasındaki kirişin eğimi o aralıktaki ortalama hızı, bir noktadaki teğetin eğimi o andaki ani hızı verir.

Benzer şekilde hız–zaman grafiğinin eğimi ivmeyi, altında kalan alan ise yer değiştirmeyi verir: $$v_{x,\text{ort}} = \frac{\Delta x}{\Delta t},\qquad v_x = \lim_{\Delta t\to 0}\frac{\Delta x}{\Delta t} = \frac{dx}{dt},\qquad a_x = \frac{dv_x}{dt}$$

Parametreler

Eğri üzerinde iki noktaya tıklayın. Aralarındaki kiriş çizilir; kirişin eğimi o zaman aralığındaki ortalama hızdır. Noktaları sürükleyebilirsiniz. Zamanlar 0.1 s'ye yuvarlanır.

x(t)kirişΔt, Δx

Hesaplama

Bunu dene

1. Ortalama hız modunda $t = 1$ s ile $t = 5$ s arasındaki ortalama hızı bulun. Ardından ani hız modunda aynı parametrelerle $t = 3$ s'deki ani hızı okuyun. Ne fark ediyorsunuz?

Açıklama
İki değer eşittir. Sabit ivmeli harekette hız zamanla doğrusal değiştiğinden, bir aralıktaki ortalama hız aralığın orta anındaki ani hıza eşittir: $v_{x,\text{ort}} = v_x\!\left(\tfrac{t_1+t_2}{2}\right)$.

2. Ani hız modunda kirişi açın ve $h$'yi 5 s'den 0.1 s'ye doğru küçültün. Kirişin eğimi nasıl değişiyor?

Açıklama
Bu harekette kirişin eğimi tam olarak $v_x(t) + \tfrac12 a_x h$'dir. $h$ küçüldükçe ikinci terim sıfıra gider ve kiriş teğetle çakışır. Ani hızın tanımı budur: $v_x = \lim_{h\to 0}\Delta x/\Delta t$.

3. Hareket grafiklerinde $v_{xi} = 4$ m/s, $a_1 = -2$ m/s² seçin. x–t grafiğinde eğrinin tepe noktası hangi anda oluşur ve o anda v–t grafiği hangi değeri gösterir?

Açıklama
$v_x = 4 - 2t = 0$ ⇒ $t = 2$ s. Tepe noktasında x–t grafiğinin teğeti yataydır, v–t grafiği sıfırı keser: parçacık bu anda yön değiştirir. İvme ise bu anda da $-2$ m/s²'dir; hızın sıfır olması ivmenin sıfır olduğu anlamına gelmez.

Fizik I dersindeki diğer simülasyonlar