Bu makale fizikte doğrusal hızın ne olduğunu açıklamaktadır. Böylece doğrusal hızın nasıl hesaplanacağını, doğrusal hız ile açısal hız arasındaki ilişkiyi ve ayrıca adım adım çözülen bir alıştırmayı keşfedeceksiniz.
Doğrusal hız nedir?
Doğrusal hız, hareket eden bir cismin zamana göre konumunun değişmesidir. Dairesel harekette doğrusal hız, hareket eden cismin belirli bir anda sahip olduğu hızdır ve dolayısıyla doğrusal hız, dairesel hareketin yoluna teğettir.
Doğrusal hızın simgesi v harfidir, ancak aynı zamanda v simgesiyle de temsil edilir çünkü buna teğetsel hız da denilebilir.
Doğrusal hız, dairesel hareketi gerçekleştiren mobilin yörüngesine her zaman teğet olan bir vektördür. Benzer şekilde, eğer doğrusal hız sabitse, düzgün dairesel harekettir, ancak doğrusal hız değişkense, değişken dairesel harekettir.
Doğrusal hız formülü
Ortalama doğrusal hız, doğrusal yer değiştirmenin (Δs) geçen zaman aralığına (Δt) bölünmesine eşittir. Bu nedenle, ortalama doğrusal hızı hesaplamak için, son ve başlangıç konumu arasındaki farkın, son ve başlangıç anı arasındaki farka bölünmesi gerekir (v = Δs/Δt).
Dolayısıyla dairesel bir yörünge üzerindeki iki konum arasındaki ortalama doğrusal hızı hesaplama formülü şu şekildedir:
Altın:
-
ortalama doğrusal hızdır.
-
doğrusal kaymadır.
-
zamansal değişimdir.
-
son konumdur.
-
başlangıç pozisyonudur.
-
son anımızdır.
-
başlangıç anıdır.
Doğrusal hız, uzunluk birimlerinin zaman birimlerine bölünmesiyle ifade edilir. Dolayısıyla Uluslararası Sistemde doğrusal hızın birimi metrenin saniyeye bölünmesidir (m/s).
Doğrusal hız ve açısal hız
Bu bölümde doğrusal hız ile açısal hız arasındaki ilişkinin ne olduğunu göreceğiz, çünkü dairesel hareketi tanımlayan bir cismin doğrusal hızı açısal hızdan da hesaplanabilmektedir.
Doğrusal hız ve açısal hız matematiksel olarak ilişkilidir , özellikle doğrusal hız ve açısal hızın doğrusal bir ilişkisi vardır. Doğrusal hız, açısal hız çarpı dairesel hareket yolunun yarıçapına eşit olduğundan.
Dolayısıyla doğrusal hızı açısal hıza bağlayan formül aşağıdaki gibidir:
Altın:
-
doğrusal hızdır.
-
açısal hızdır.
-
dönme hareketi yolunun yarıçapıdır.
Doğrusal Hız Hesaplama Örneği
Son olarak doğrusal hız kavramını ve nasıl hesaplandığını anlamayı tamamlamak için bu tür hızı bulduğumuz somut bir örnek göreceğiz.
- Bir mobil, 7 m yarıçaplı düzgün bir dairesel hareketi tanımlayan bir yörüngeyi takip etmektedir. Cismin açısal hızı 1,5 rad/s ise doğrusal hızı nedir?
Düzgün dairesel hareket izleyen mobilin doğrusal hızını bulmak için yukarıda görülen formülü uygulamanız yeterlidir:
Bu durumda problem ifadesi bize zaten ihtiyacımız olan tüm verileri veriyor, bu nedenle değerleri formüle yerleştirip doğrusal hızı hesaplıyoruz: