Basit Sarkaç Sorularına Ait 4 Örnek Basit Sarkaç
1. Basit bir sarkaç, 40 cm uzunluğunda bir ip ve ipin alt ucuna asılmış 100 gramlık bir cisimden oluşmaktadır. Yerçekimi ivmesi 10 m/s² ise...2 Basit sarkaçın periyodu ve frekansı şöyledir...
Pembahasan
Bilinen :
İpin uzunluğu (l) = 40 cm = 0,4 metre
Yerçekimi ivmesi (g) = 10 m/s2
Soruldu : Periyot (T) ve frekans (f)
Cevab :
Basit sarkaç periyot formülü :
Açıklama: T = periyot, l = ipin uzunluğu, g = yerçekimi ivmesi
Basit sarkaçın periyodu :
Basit sarkaç frekansı :
Yöntem 1:
f = 1/T = 1/1,256 = 0,8 Hertz
Yöntem 2:
2. Saniyede bir kez vuran sarkaçlı bir saatin ipinin uzunluğunu hesaplayın.
Pembahasan
Bilinen :
Süre (T) = 1 saniye
Yerçekimi ivmesi (g) = 10 m/s2
Soruldu : Telin uzunluğu (l)
Cevab :
Dize dönemi formülü :
Dize uzunluğu :
3. Basit bir sarkaçta 50 cm uzunluğunda bir ip ve 50 gramlık bir ağırlık bulunmaktadır. Ağırlığın en yüksek noktası, en düşük noktasından 10 cm yukarıdadır. Yerçekimi ivmesi 10 m/s² ise...2(a) Sarkaçın periyodunu ve frekansını, (b) en alçak noktadaki yükün hızını belirleyin.
Pembahasan
Bilinen :
İpin uzunluğu (l) = 90 cm = 0,9 metre
Yerçekimi ivmesi (g) = 10 m/s2
Yükseklik değişimi (h) = 20 cm = 0,2 metre
Soruldu : (a) T ve f (b) v
Cevab :
(A) Basit bir sarkaçın periyodu (T) ve frekansı (f)
periode
Sıklık :
f = 1/T = 1/1,884 = 0,53 Hertz.
(B) Yükün en alçak noktasındaki hızı (v)
Bu soru şununla ilgilidir: mekanik enerjinin korunumu yasası.
En yüksek noktasında, yük maksimum yerçekimi potansiyel enerjisine sahiptir ve yön değiştirdiği an için bir anlığına hareketsiz kaldığı için kinetik enerjisi yoktur. Yük aşağı doğru hareket etmeye başladığında, yerçekimi potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür. En düşük noktasında, tüm yerçekimi potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşür. Bu nedenle, en düşük noktasında, yükün kinetik enerjisi maksimum, yerçekimi potansiyel enerjisi ise sıfırdır.
İlk mekanik enerji = yerçekimi potansiyel enerjisi = mgh
Son mekanik enerji = kinetik enerji = ½ mv2
mekanik enerjinin korunumu yasası :
İlk mekanik enerji = son mekanik enerji
Yerçekimi potansiyel enerjisi = kinetik enerji
mgh = ½ mv2
2 gh = v2
(2)(10)(0,2) = v2
4 = v2
v = 2 m/s
4. Dünya yüzeyindeki bir duvar saati, sallanan bir sarkaçın hareketinden faydalanarak çalışır. Eğer bu saat bir uzay istasyonuna taşınsaydı ve uzay cisimlerinden çok uzakta olsaydı, o zaman...
A. Saatin kolları ve kolları daha hızlı hareket eder.
B. Saat kolları ve kolları hareket etmiyor.
C. Saat daha doğru çalışıyor.
D. Sarkaç daha yavaş sallanır.
E. sarkaç daha düşük bir frekansta salınır.
Pembahasan
Dünya yüzeyinde, bir sarkaç Dünya'nın yerçekimi kuvveti nedeniyle hareket edebilir . Buna karşılık, uzayda ortaya çıkan yerçekimi kuvveti neredeyse sıfırdır, bu nedenle saat kolları ve kolları sabit kalır.
Doğru cevap B şıkkıdır.
