Uç sabitse
ters döner
serbestse dönmez
Bir yaydaki atmanın hızını yalnızca yayın kendisi belirler: geren kuvvet ve boyca yoğunluk. Bu ünitede v = √(F/µ) bağıntısı ile sabit uç ve serbest uçtan yansımanın farkı var.
Bir ucu sabit bir noktaya bağlanan yay gerildikten sonra yayı geren el, yay doğrultusuna dik olacak şekilde, sürekli, eşit zaman aralıklarında yayı yukarı, aşağı hareket ettirerek yayda oluşturduğu titreşimler yay üzerinde genlikleri ve dalga boyları eşit olan dalgalar oluşturur.
Bu dalgalara periyodik dalga denir ve dalga enine dalga olarak adlandırılır.
Bir ucu sabit bir noktaya bağlanan yay gerildikten sonra yayı geren el, yay doğrultusunda yayı sıkıştırıp serbest bırakıp bunu eşit zaman aralıklarında tekrarlarsa yay doğrultusunda ilerleyen dalgalar gözlenir.
Dalga kaynağının titreşim yönü dalganın ilerleme yönünde ise bu tür dalgalara da boyuna dalga denir.
Aradaki tek fark elin ne kadar süreyle çalıştığı. Anlık bir hareket tek bir atma üretir; eşit zaman aralıklarında tekrarlanan hareket ise genlikleri ve dalga boyları eşit dalgalar üretir.
Birim uzunluğunun kütlesi µ olan bir yay F kuvveti ile gerilirse yay üzerinde oluşturulan bir atmanın (dalganın) hızı bu bağıntı ile belirlenir.
Eşit büyüklükte kuvvetlerle gerilen hafif bir yayda oluşturulan dalgaların hızı, ağır yaydaki dalgaların (atmaların) hızından büyüktür.
Birim boyunun kütlesi eşit olan yaylarda yayı geren kuvvet hangisinde büyükse o yayda atmanın (ya da dalganın) yayılma hızı daha büyüktür.
Bir ortamda ilerleyen dalgaların hız büyüklüğü sadece ortam özelliklerinin değişiminden etkilenir.
Şu düzenekte yayın ucu bir makaradan geçirilip bir kovaya bağlanmıştır. Kovaya su eklenirse atmanın hızı (v) artar.
Buradaki tuzak şu: kovaya su eklemek yayı değiştirmez, yayı geren kuvveti (F) büyütür — v = √(F/µ) bağıntısında F artınca hız artar. Aynı düzenekte kovadan su boşaltılırsa hız azalır. Yayın kendisi değişmediği hâlde hızın değişmesi, "hız ortamın özelliğine bağlıdır" ifadesiyle çelişmez: yayın gerginliği de ortam özelliğinin bir parçasıdır.
Bir atma yayın ucuna ulaştığında geri döner. Nasıl döneceğini belirleyen tek şey ucun sabit mi serbest mi olduğudur. Bu ünitenin en kritik ayrımı budur.
Sabit uçtan yansıyan atma, gelen atmaya göre ters döner. Atmanın görünümü tepe şeklinde iken yansıma sonrası çukur görünümünü alır, hızının büyüklüğü, genliği (A) ve genişliği (x) değişmez.
Bir atma serbest uçtan ters dönmeden yansır. Atmanın görünümü tepe şeklinde ise yansıyan atma da tepe görünümünde kalır, hızının büyüklüğü, genliği (A) ve genişliği (x) değişmez.
| Büyüklük | Sabit uçtan yansımada | Serbest uçtan yansımada |
|---|---|---|
| Atmanın yönü (tepe/çukur) | Ters döner (tepe → çukur) | Ters dönmez (tepe → tepe) |
| Hızın büyüklüğü | Değişmez | Değişmez |
| Genlik (A) | Değişmez | Değişmez |
| Genişlik (x) | Değişmez | Değişmez |
| Ortam | Aynı yay — değişmiyor | Aynı yay — değişmiyor |
| Değişen büyüklük | Yaydaki atmanın hızına etkisi | Sebebi |
|---|---|---|
| Yayı geren kuvvet F artar | Hız artar | v = √(F/µ) bağıntısında F pay konumundadır |
| Boyca yoğunluk µ artar (ağır yay) | Hız azalır | Eşit kuvvetle gerilen hafif yayda hız, ağır yaydakinden büyüktür |
| Kaynağın frekansı artar | Hız değişmez | Kaynaktaki frekans, periyot ya da genlik değişimi yayılma hızını etkilemez |
| Kaynağın genliği artar | Hız değişmez | Taşınan enerji artar, hız ortamın özelliğine bağlıdır |
Soruda önce ortam değişiyor mu diye bak. Aynı yayda kalıyorsan (yansıma dâhil) hız, genlik ve genişlik sabittir; değişebilecek tek şey atmanın yönüdür ve onu da ucun cinsi belirler. Ortam değişiyorsa (kuvvet ya da yay değişiyorsa) v = √(F/µ) bağıntısına dönersin.
Rastgele gelen durumu oku, doğru sonucu seç. Yanıtın ardından açıklama gelir.
v = √(F/µ) sadece laboratuvardaki yayda değil, günün içindeki her gergin telde çalışıyor.
Burguyu sıkmak teli geren kuvveti (F) büyütür; v = √(F/µ) gereği teldeki dalganın hızı artar ve ses tizleşir. Gevşetince hız düşer, ses pesleşir.
Kalın telin boyca yoğunluğu (µ = m/L) büyüktür. Eşit büyüklükte kuvvetlerle gerilen hafif bir yayda oluşturulan dalgaların hızı, ağır yaydaki dalgaların hızından büyüktür — kalın telde hız küçük olduğu için ses pes çıkar.
İki arkadaşın ipi daha gergin tutarsa dalga ip boyunca daha hızlı gider, tur süresi kısalır ve daha hızlı atlaman gerekir. Değişen tek şey F'dir.
Ucu duvara bağlıysa bu bir sabit uçtır: gönderdiğin tepe atması sana çukur olarak geri döner. Sabit uçtan yansıyan atma, gelen atmaya göre ters döner.
İpin ucu bir halkaya geçirilip serbestçe yukarı-aşağı oynayabiliyorsa bu serbest uçtur: bir atma serbest uçtan ters dönmeden yansır, tepe yine tepe olarak döner.
Kalın antrenman halatı ağır yay gibidir: µ büyük olduğu için dalga yavaş ilerler, dalgalar duvara varana kadar sönümlenir. İnce bir ip aynı kuvvetle çok daha hızlı taşır.
Bu düzenekte kovaya su eklenirse atmanın hızı (v) artar. Su, yayı geren kuvveti büyütür; yay aynı yaydır ama gerginliği değişmiştir.
Telin genliğini büyütmek sesi gürleştirir ama teldeki dalganın hızını değiştirmez: atma kaynağındaki frekans, periyot ya da genlik değişimi yayılan dalganın yayılma hızını etkilemez.
1) Yay/kuvvet değişiyor mu? Değişiyorsa v = √(F/µ). 2) Uç sabit mi serbest mi? Sabitse ters döner, serbestse ters dönmez. Her iki durumda da hız, genlik ve genişlik değişmez.
30 sorudan oluşan bu test ile "Yay Dalgalarının Hızı ve Yansıması" ünitesini ne kadar kavradığını gör. Her sorudan sonra anında geri bildirim alacaksın.
Birim uzunluğunun kütlesi µ olan bir yay F kuvveti ile gerilirse yay üzerinde oluşturulan atmanın hızı bu bağıntı ile belirlenir.
m yayın kütlesi, L yayın boyudur; µ yayın boyca yoğunluğudur.
Eşit büyüklükte kuvvetlerle gerilen hafif bir yayda oluşturulan dalgaların hızı, ağır yaydaki atmaların hızından büyüktür.
Birim boyunun kütlesi eşit olan yaylarda yayı geren kuvvet hangisinde büyükse o yayda yayılma hızı daha büyüktür.
Bir ortamda ilerleyen dalgaların hız büyüklüğü sadece ortam özelliklerinin değişiminden etkilenir.
Atma kaynağındaki frekans, periyot ya da genlik değişimi yayılan dalganın yayılma hızını etkilemez.
Sürtünmelerin ihmal edildiği esnek ortamda, ortam özelliği değişmedikçe ilerleyen dalgalarda genlik, enerji ve hız büyüklüğü değişmez.
Sabit uçtan yansıyan atma gelen atmaya göre ters döner; hızının büyüklüğü, genliği ve genişliği değişmez.
Bir atma serbest uçtan ters dönmeden yansır; hızının büyüklüğü, genliği ve genişliği değişmez.
Eşit zaman aralıklarında tekrarlanan titreşimler yay üzerinde genlikleri ve dalga boyları eşit olan dalgalar oluşturur.
El yay doğrultusuna dik olarak sürekli yukarı-aşağı hareket ettirilirse oluşan periyodik dalga enine dalgadır.
Yay kendi doğrultusunda sıkıştırılıp bırakılırsa kaynağın titreşim yönü ilerleme yönündedir; oluşan dalga boyuna dalgadır.
Kovaya su eklenirse yayı geren kuvvet büyür ve atmanın hızı artar.