Çizgisel hız nedir ? Nasıl hesaplanır ?
Belirli bir referans nokta etrafında düzgün dairesel (çembersel) hareket yapmakta olan bir noktanın bir zaman içerisinde yörünge üzerinde aldığı yola çizgisel hız denilmektedir. Referans noktaya olan uzaklık arttıkça çizgisel hız artmakta, bu mesafe azaldıkça da çizgisel hız azalmaktadır.
Dairesel hareket eden düzlem üzerindeki her noktanın açısal hızı aynı olmasına rağmen, dönme eksenine olan uzaklığa bağlı olarak çizgisel hız farklı olabilmektedir.
Çizgisel hız her zaman yörünge eğrisine teğet, yarıçap vektörüne ise diktir.
Yerküre örneğini ele alırsak, Ekvador’da çizgisel hızın daha yüksek, kutuplarda ise çok düşük değerlerde olduğunu görürüz.
Çizgisel hız nelere bağlıdır ?
Çizgisel hız iki temel değişkene bağlı olarak farklılık gösterebilmektedir. Bu değerler sırası ile açısal hız ve yarıçap değerleridir. Çizgisel hız hem açısal hız hem de yarıçap ile doğrusal orantılıdır.
Çizgisel hızın formülü
V çizgisel hız, w açısal hız ve r yarıçap olmak üzere çizgisel hız aşağıdaki formül ile ifade edilir.
V=w.r
Soru: Düzgün dairesel bir plaka kendi merkez ekseni etrafında pi rad/s hızla dönmektedir. Merkezden 0.1, 0.5 ve 1 metre uzaklıktaki çizgisel hızları bulunuz ?
Cevap: Açısal hız dairesel plaka üzerindeki her noktada aynıdır. O zaman çizgisel hız sadece eksenden olan mesafeye bağlı olarak değişecektir. Bilinenler formülde yerine konulursa r=0.1 için V=0.1pi, r=0.5 için V=0.5pi ve r=1 için V=pi olacaktır.
Düzgün dairesel hareket yapmakta olan bir noktanın dairesel yay üzerinde birim zaman içerisinde aldığı yola çizgisel hız denilmektedir. Çizgisel hızın birimi m/s, cm/s olarak ifade edilebilir. İngiliz birim sisteminde ise inch/s ya da ft/s olarak ifade edilir.
Bir noktanın çizgisel hızı, dairesel hareketin eğrilik yarıçapı ve açısal hıza bağlı olarak değişkenlik göstermektedir.
Çizgisel hız V, açısal hız w, eğrilik yarıçapı r olmak üzere V=W.r ifadesi bize çizgisel hızı vermektedir.
Çizgisel hız, düzgün çembersel hareket yapan bir noktanın birim zamanda kay ettiği yoldur. Birimi hız birimi olan metre/saniye’dir. metre yerine santimetre, desimetre, milimetre; saniye yerine dakika, saat gibi birimlerde kullanılabilir.
Çizgisel hız nasıl hesaplanırsoru ile karşılaştığınız zaman mutlaka birimlere dikkat edin. metre/saniye birimini kullanmak sonuca daha rahat ulaşmanızı sağlayacaktır.
Konu ile ilgili olarak AYT sınavında fizik sorusu gelme ihtimali yüksektir.