Fizik ortalama hız nasıl bulunur?

Ortalama Hızı Bozmadan Anlamak

Ortalama hız, bir cismin belirli bir süre boyunca kat ettiği toplam mesafeyi, o mesafeyi kat etmek için geçen toplam zamana bölerek bulduğumuz temel bir fizik kavramı. Lafı uzatmadan hemen konuya girelim:

Bir hareketin ortalama hızını bulmanın en temel yolu şu formüldür:

Ortalama Hız = Toplam Mesafe / Toplam Zaman

Burada dikkat etmen gereken şey, "toplam" kelimeleri. Çünkü hareket tek bir hızda gerçekleşmiyor olabilir. Örneğin, sabah işe giderken önce 20 dakika boyunca 30 km/saat hızla gidip, ardından trafik nedeniyle 10 dakika boyunca 15 km/saat hızla gitmiş olabilirsin. Bu durumda ortalama hızını bulmak için bu farklı hızları doğrudan toplayıp ikiye bölemezsin. Deneyimlerime göre bu tür hatalar çok sık yapılıyor ve sonuç yanıltıcı oluyor.

Gerçekten Ne Kadar Mesafe Gittin ve Ne Kadar Sürede?

Ortalama hızı doğru hesaplamak için öncelikle toplam ne kadar yol gittiğini ve bu yolun tamamı için ne kadar süre harcadığını bilmen gerekiyor. Başka hiçbir detaya takılma şimdilik.

Örnek verelim:

• Bir bisikletli, ilk 1 saatte 15 km yol alıyor.
• Ardından 30 dakika (yani 0.5 saat) mola veriyor.
• Mola sonrası 45 dakika (yani 0.75 saat) boyunca ise 20 km/saat hızla devam ediyor.

Şimdi bu bisikletlinin toplam ortalama hızını bulalım:

Toplam Mesafe: İlk kısımda 15 km + ikinci kısımda (0.75 saat * 20 km/saat) = 15 km + 15 km = 30 km

Toplam Zaman: İlk kısımda 1 saat + mola süresi 0.5 saat + ikinci kısımda 0.75 saat = 2.25 saat

Ortalama Hız = 30 km / 2.25 saat = yaklaşık 13.33 km/saat

Gördüğün gibi, hareketin farklı bölümlerindeki hızlar farklı olsa da, önemli olan toplam kat edilen mesafenin toplam harcanan zamana oranı.

Anlık Hız mı, Ortalama Hız mı? Dikkat Et!

Ortalama hız ile anlık hız (yani herhangi bir anda sahip olduğun hız) karıştırılmamalı. Araba kullanırken hız göstergesinde gördüğün değer anlık hızdır. Ortalama hız ise o yolculuk boyunca kaydedilen genel bir değerdir.

Deneyimlerime göre, özellikle ders kitaplarında veya sorularda, "hızı 50 km/saat olan bir araç" dendiğinde bu genellikle anlık bir hızdır. Ancak "bir araç 100 km'yi 2 saatte aldı" dendiğinde, burada doğrudan ortalama hız hesaplanabilir demektir.

Eğer bir hareketin farklı zaman aralıklarındaki konumları belliyse, örneğin:

• Başlangıçta (t=0) konum 0 km.
• 1 saat sonra (t=1) konum 60 km.
• 3 saat sonra (t=3) konum 100 km.

Bu durumda, tüm yolculuğun ortalama hızını bulmak için yine toplam mesafeyi (100 km) toplam zamana (3 saat) bölerdin. Yani 100 km / 3 saat = yaklaşık 33.33 km/saat.

Pratik İpuçları ve Yapılmaması Gerekenler

Ortalama hız hesaplamalarında yapmaman gereken en büyük hata, farklı hızları doğrudan toplamak ve zamanlara bölmektir. Bu, özellikle hızların ve sürelerin farklı olduğu durumlarda tamamen yanlıştır.

Yapman gerekenler:

• Her zaman toplam mesafeyi bul. Bu, hareketin her parçasında kat edilen mesafelerin toplamıdır.
• Her zaman toplam zamanı bul. Bu, hareketin başladığı andan bittiği ana kadar geçen toplam süredir, molalar dahil!
• Birimlere dikkat et. Mesafe kilometre ise zaman saat olmalı ki hız km/saat cinsinden çıksın. Eğer mesafe metre, zaman saniye ise hız m/s cinsinden çıkar. Tutarlılık çok önemli.

Unutma, ortalama hız dediğimiz şey, hareketin ne kadar "hızlı" yapıldığının genel bir özetidir, tıpkı bir yarışın genel ortalamasını almak gibi.