FİZ-101 Uygulama-IV (BölümIV: İki Boyutta (Düzlemsel) ve Üç ...

5.11.2012
FİZ-101 Uygulama-IV
(BölümIV: İki Boyutta (Düzlemsel) ve Üç Boyutta Hareket)
1. (Berkeley Cilt-I* , 2.18) Aşağıdaki yer vektörleriyle tanımlanan parçacıkların hız ve ivmelerini
r
bulunuz. a)
t iˆ
2
= −16
+ 25t
ˆj
+ 33kˆ
r
b) t iˆ
t ˆ 6t
= 10sin(15 ) + 35 j + e kˆ
2. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 3.42) 20 m yüksekliğindeki bir binanın tabanından 50 m
uzaklıktaki bir hedefi vurmak için bir top atılacaktır. Atıcı binanın hedefe yakın tarafında çatıda
o
durmaktadır. a) Yatay olarak fırlatılan topun hızı nedir? b) Top 45 açı ile atıldığında fırlatma hızı
ne olur? c) Önceki şıkta, topun ilk hızının yatay bileşeni ne olur?
3. Bir çocuk, elindeki sapan ile, kendisinden d kadar uzaklıkta bulunan bir elma ağacından elma
düşürmeye çalışmaktadır. Çocuk nişan alıp, sapandaki taşı fırlattığında elma düşer. Taşın elmayı
vuracağını gösteriniz.
4. (Giancoli, 3.88) Bir gülle, yerden 195 m uzaklıkta ve 135 m yükseklikteki sarp bir kayalığın
tepesine fırlatılıyor. Eğer gülle fırlatıldıktan 6.6 s sonra sarp kayalığın tepesine düşüyorsa güllenin
ilk hızının nedir? (büyüklük ve yön olarak)
5. (Giancoli, 3.93)
o
Bir basketbol topu yatayla θ0 = 35 açıda
yönlenmiş v = 0
12 m/s’ lik bir ilk hızla (şekildeki gibi)
2.4 m yükseklikten atılıyor. a) Eğer oyuncu basket
yaparsa potadan ne kadar uzaktadır? b) Top potaya
yatayla hangi açıda girmiştir?
6. (Young&Freedman, 3.56)
Bir su deposu, hortumla su sıkılarak
doldurulmaktadır. Silindirik deponun çapı D,
yüksekliği 2D’ dir. Hortumun ucu depodan
6D uzaklıktadır. Hortum ve depo aynı
o
seviyededir ve hortum suyu 45 açıyla
fışkırtmaktadır. İlk sürat v0
aralığını bulunuz.
Cevabınızı D ve g cinsinden ifade ediniz.
Hava direncini ihmal ediniz.
*(Berkeley Fizik Dersleri Cilt-I, C. Kittel,W.D.Knight,M.A.Ruderman,A.C. Helmholz,B.J.Buyer, 3. Baskı)
A. Ozansoy
1

7. (Young&Freedman, 3.33)
14.0 m yarıçaplı bir dönme dolap merkezinden geçen yatay bir eksen
etrafında dönmektedir. Çeperdeki bir yolcunun sürati sabit 7 m/s’ dir.
Bu yolcunun ivmesinin büyüklüğü ve yönü a) çembersel hareketin en
üst noktasında ve b) en alt noktasında iken nedir? c) Dönme dolap bir
tam turu ne kadar zamanda alır?
8. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 3.53)
Bir araştırma düzeneği içerisindeki elektron, bir çember üzerinde
hareket etmektedir. Düzenekteki ilk dönüşte elektronun hızı v
o
ve
(**)
yörünge yarıçapı R’ dir. Elektron her dönüşünde, küçük bir
bölgeden geçerken “itilerek”, v
o
/ 100 kadar ek hız
kazanmaktadır. Elektronun hareket ettiği çember üzerindeki
ivmesinin mutlak değeri her zaman aynı kalmaktadır. Elektron 10
kez itme aldıktan sonra çembersel yolun yarıçapı ne olur?
9. (Karaoğlu, 3.14) Avrupa Nükleer Araştırma Merkezi (CERN) hızlandırıcılarında protonlar
hızlandırılarak birbirleriyle çok yüksek enerjide çarpışmaları sağlanır. En son verilere göre
protonlar çevresi 27 km olan çembersel bir yörüngede 1 saniyede 11000 devir yapmaktadırlar.
Protonların merkezcil ivmesi ne olur?
10. (Giancoli, 3.78) Hareketli bir trenin penceresinden bakıldığında, yağmur damlaları düşeyle θ açısı
yapmaktadır. Eğer trenin hızı v
T
ise, yağmur damlalarının düşey olarak düştüğü varsayılan dünya
referans çerçevesinde damlaların hızı nedir?
11. (Serway&Beichner, 4.43) Bir fen öğrencisi, 10 m/s sabit hızla, düz yatay bir ray boyunca giden
o
trenin üstü açık yük vagonundadır. Öğrenci, yatayla 60 ’lik açı yaptığını tahmin ettiği doğrultuda
ve trenin gittiği aksi yönde havaya bir top fırlatıyor. Vagonun yakınında yerde duran öğretmeni,
topun düşey olarak yükseldiğini görür. Top ne kadar yükselir?
12. (Berkeley Cilt-I , 2.7) Bir adam, durgun suda saatte yaklaşık 8 km hızla kürek çekmektedir. a)
Saatte 3.2 km hızla akan bir ırmağın kıyısından diğer kıyısına yönelirse hızının yönünü ve
büyüklüğünü bulunuz. b) Irmağın kıyısına dik yönde hareket etmek istediğinde, hızının yönü ve
büyüklüğü ne olmalıdır?
13. (Young&Freedman, 3.40) Bir pilot batıya uçmak istemektedir. Güneye doğru 80 km/sa hızla esen
bir rüzgar vardır. a) Uçağın havaya göre hızı 320 km/sa ise pilot uçağın burnunu ne yöne
çevirmelidir? b) Uçağın yere göre sürati nedir? Bir vektör diyagramı ile gösteriniz.
(**) http://www.fh-friedberg.de/fachbereiche/e2/telekom-labor/geissler/html-et2_neu/et2_5.htm
A. Ozansoy
2