Sürətin artırılması ilə bağlı müzakirə sualına nümunə
Sürət fizikada, xüsusən də hərəkətin səbəbini nəzərə almadan cisimlərin hərəkətini öyrənən fizikanın bir qolu olan kinematikada fundamental bir anlayışdır. Bu anlayış təkcə akademik sahədə deyil, həm də mühəndislik, idman və nəqliyyat kimi gündəlik tətbiqlərdə də aktualdır. Bu məqalədə sürətlə bağlı bir neçə nümunə məsələsi müzakirə olunacaq və başa düşməyə kömək etmək üçün addım-addım izahatlar veriləcək.
Sürət Əlavəsinin Əsas Konsepsiyası
Nümunə suallarına keçməzdən əvvəl sürət və təcil ilə bağlı bəzi əsas anlayışları xatırlatmaq yaxşı olardı.
1. Sürət (v) vahid zaman başına mövqe dəyişikliyi kimi müəyyən edilir.
2. Təcillənmə (a) zaman vahidinə görə sürətin dəyişməsini ifadə edən kəmiyyətdir.
Sürətlənmənin əsas düsturu belədir:
\[ a = \frac{\Delta v}{\Delta t} \]
Harada:
– \( a \) təcildir,
– \( \Delta v \) sürətdəki dəyişiklikdir,
– \( \Delta t \) zaman intervalıdır.
Nümunə Sual 1
Sual:
Avtomobil əvvəlcə 10 m/s sürətlə hərəkət edir. 5 saniyədən sonra avtomobilin sürəti 20 m/s olur. Avtomobilin orta sürətlənməsi nə qədərdir?
Müzakirə:
Məlumdur:
– Başlanğıc sürət (\( v_0 \)) = 10 m/s,
– Son sürət (\( v_f \)) = 20 m/s,
– Zaman (\( \Delta t \)) = 5 san.
Sürətləndirmə formulundan istifadə edə bilərik:
\[ a = \frac{v_f – v_0}{\Delta t} \]
Məlum dəyərləri əvəz edin:
\[ a = \frac{20 – 10}{5} \]
\[ a = \frac{10}{5} \]
\[ a = 2 \, \text{m/s}^2 \]
Beləliklə, avtomobilin orta sürətlənməsi 2 m/s²-dir.
Nümunə Sual 2
Sual:
Qatar sakit vəziyyətdə hərəkətə başlayır və 10 saniyədə 30 m/s sürətə çatır. Onun orta sürətlənməsini və bu müddət ərzində qət etdiyi məsafəni hesablayın.
Müzakirə:
Sürətlənmə:
Məlumdur:
– Başlanğıc sürət (\( v_0 \)) = 0 m/s (çünki o, stasionar vəziyyətdən başlayır),
– Son sürət (\( v_f \)) = 30 m/s,
– Zaman (\( \Delta t \)) = 10 san.
Sürətləndirmə düsturundan istifadə edərək:
\[ a = \frac{v_f – v_0}{\Delta t} = \frac{30 – 0}{10} = 3 \, \text{m/s}^2 \]
Qət edilən məsafə:
Qət edilən məsafəni (\( s \)) hesablamaq üçün kinematik tənliklərdən birini istifadə edə bilərik:
\[ s = v_0 t + \frac{1}{2} at^2 \]
Məlum dəyərləri əvəz edin:
\[ s = 0 \cdot 10 + \frac{1}{2} \cdot 3 \cdot (10)^2 \]
\[ s = \frac{1}{2} \cdot 3 \cdot 100 \]
\[ s = 150 \, \text{m} \]
Beləliklə, qatarın qət etdiyi məsafə 150 metrdir.
Nümunə Sual 3
Sual:
Motosiklet bir nöqtədə dayanır və 4 m/s² sabit təcil ilə hərəkətə başlayır. 8 saniyə hərəkət etdikdən sonra motosikletin qət etdiyi son sürət və məsafə nə qədərdir?
Müzakirə:
Son sürət:
Məlumdur:
– Başlanğıc sürət (\( v_0 \)) = 0 m/s (çünki o, stasionar vəziyyətdən başlayır),
– Təcillənmə (\( a \)) = 4 m/s²,
– Vaxt (\( t \)) = 8 san.
Sürət düsturundan istifadə edərək:
\[ v_f = v_0 + at \]
Məlum dəyərləri əvəz edin:
\[v_f = 0 + 4 \cdot 8 \]
\[ v_f = 32 \, \text{m/s} \]
Qət edilən məsafə:
Məsafə düsturundan istifadə edərək:
\[ s = v_0 t + \frac{1}{2} at^2 \]
Məlum dəyərləri əvəz edin:
\[ s = 0 \cdot 8 + \frac{1}{2} \cdot 4 \cdot (8)^2 \]
\[ s = \frac{1}{2} \cdot 4 \cdot 64 \]
\[ s = 128 \, \text{m} \]
Beləliklə, 8 saniyə hərəkət etdikdən sonra motosikletin son sürəti 32 m/s, qət etdiyi məsafə isə 128 metrdir.
Nümunə Sual 4
Sual:
Top 20 m/s başlanğıc sürəti ilə şaquli olaraq yuxarıya atılır. Ən yüksək nöqtəsinə çatdıqdan sonra, cazibə qüvvəsi səbəbindən sürətlənmə ilə yerə düşür \( g = 9.8 \, \text{m/s}^2 \). Topun yenidən yerə çatması nə qədər vaxt aparır?
Müzakirə:
Yuxarı və aşağı enmək üçün lazım olan vaxt eynidir. Beləliklə, sadəcə yuxarı qalxmaq üçün lazım olan vaxtı hesablamalı və sonra ümumi vaxtı əldə etmək üçün onu 2-yə vurmalıyıq.
Məlumdur:
– Başlanğıc sürət (\( v_0 \)) = 20 m/s,
– Ən yüksək nöqtədəki sürət (\( v_f \)) = 0 m/s (çünki bir anlıq dayanır),
– Cazibə qüvvəsinə görə sürətlənmə (\(g \)) = 9.8 m/s².
Sürət düsturundan istifadə edərək:
\[ v_f = v_0 + (-g) t \]
Məlum dəyərləri əvəz edin:
\[ 0 = 20 – 9.8 t \]
\[ 9.8 t = 20 \]
\[ t = \frac{20}{9.8} \]
\[ t \təxminən 2.04 \, \mətn{s} \]
Bu, topun ən yüksək nöqtəsinə çatma vaxtıdır. Beləliklə, qalxma və enmə üçün ümumi vaxt:
\[ 2 \cdot 2.04 \təxminən 4.08 \, \text{s} \]
Beləliklə, topun yenidən yerə dəyməsi üçün lazım olan ümumi vaxt təxminən 4.08 saniyədir.
Nəticə
Yuxarıda müzakirə olunan hər bir məsələdə əsas addım sürət və təcil anlayışlarını və onların müəyyən düsturlarda necə istifadə olunduğunu anlamaqdır. Məsələlər fərqli olsa da, yanaşma fundamental fizika prinsiplərinə uyğundur. Ümid edilir ki, bu məsələləri tətbiq etməklə tələbələr sürət və təcillənmənin obyektlərin hərəkətində necə qarşılıqlı təsir etdiyini daha dərindən anlayacaqlar.
Əlbəttə ki, gündəlik tətbiqlərdə bu konsepsiyanı anlamaq təkcə akademik sahədə deyil, həm də mühəndislik, nəqliyyat və digər müxtəlif peşə sahələrində çox faydalı ola bilər. Həmişə problemi həll etməyə çalışmazdan əvvəl onu başa düşməyi unutmayın ki, problemi anlamaq və həll etmək prosesi daha asan və daha effektiv olsun.
