10. Sınıf Fizik · Dalgalar
Periyodik Hareketler
- periyodik hareket
- periyot
- frekans
- basit sarkaç
- yay sarkacı
- doğal titreşim frekansı
- hertz
Periyodik hareket nedir, periyot ve frekans nasıl bulunur?
Periyodik hareket, belirli zaman aralıklarında denge noktası etrafında kendini tekrarlayan harekettir. Duvar saatinin sarkacı, salıncak ve yaya asılı bir kütlenin salınımı bu hareketin örnekleridir. Periyot (T) bir tam salınımın süresidir ve birimi saniyedir. Frekans (f) bir saniyedeki salınım sayısıdır, birimi hertzdir ve T = 1 / f ilişkisi geçerlidir. Örneğin 10 s'de 20 tam salınım yapan bir sarkacın frekansı 2 Hz, periyodu 0,5 s'dir. Basit sarkaçta periyot ipin uzunluğuna ve yer çekimi ivmesine bağlıdır, kütleye bağlı değildir; ip uzadıkça periyot artar, frekans azalır. Yay sarkacında kütle arttıkça periyot artar, yay sabiti büyüdükçe periyot azalır. Periyodu 2 s olan sarkaca saniyeleri vuran sarkaç denir. Sarkacın kütlesini değiştirmek periyodunu değiştirmez; periyot ancak ipin boyu değiştirilerek değişir.
Periyodik Hareketler: konu anlatımı ve özeti
Belirli zaman aralıklarında denge noktası etrafında kendini tekrarlayan hareketlere periyodik hareket denir. Duvar saatinin sarkacı, salıncak ve yaya asılı bir kütlenin salınımı bu hareketin örnekleridir.
- Periyot (T): Bir tam salınımın süresidir, birimi saniye (s). Frekans (f): Bir saniyedeki salınım sayısıdır, birimi hertz (Hz). İkisi arasındaki ilişki: T = 1 / f.
- Örnek: 10 s'de 20 tam salınım yapan bir sarkacın frekansı 20 / 10 = 2 Hz, periyodu 1 / 2 = 0,5 s'dir.
- Basit sarkaçta periyot ipin uzunluğuna ve yer çekimi ivmesine bağlıdır; ucundaki kütleye bağlı değildir. İp uzadıkça periyot artar, frekans azalır.
- Yay sarkacında periyot, asılı kütleye ve yay sabitine bağlıdır: Kütle arttıkça periyot artar; yay sertleştikçe (yay sabiti büyüdükçe) periyot azalır.
- Doğal titreşim frekansı: Bir cismin dışarıdan etki olmadan kendi kendine salınırken sahip olduğu frekanstır.
- Periyodu 2 s olan sarkaca saniyeleri vuran sarkaç denir; her yarım salınımı 1 s sürer.
Unutma: Sarkacın kütlesini değiştirmek periyodunu değiştirmez; periyodu değiştirmek istiyorsan ipin boyunu değiştirmelisin.
Bu özet yapay zekâ ile kitabın ilgili sayfalarından hazırlandı; hata içerebilir. Asıl kaynak MEB ders kitabıdır. İçerikler nasıl hazırlanıyor? · Son güncelleme:
Önce temeli pekiştir
Periyot ve frekansı birbirinden ayırmak için bir salıncağı izlediğini düşün.
- Periyot (T): Salıncağın bir uçtan çıkıp diğer uca gidip aynı yere geri dönmesi için geçen süre.
- Frekans (f): Salıncağın 1 saniyede yaptığı tam gidiş-geliş sayısı.
- İlişki: Biri büyürken diğeri küçülür: T = 1 / f.
Örnek: Bir sarkaç 40 s'de 20 tam salınım yapıyorsa T = 40 / 20 = 2 s, f = 1 / 2 = 0,5 Hz'dir.
Günlük hayattan: Kalp atışı, dönen bir çamaşır makinesi tamburu ve duvar saatinin sarkacı periyodik hareketlerdir. Dakikada 60 kez atan bir kalbin bir atışı yaklaşık 1 s sürer.
Sık yapılan hata: "Salıncağı daha yükseğe çekersen bir gidiş-gelişi daha uzun sürer." Doğrusu: Küçük açılarda basit sarkacın periyodu genliğe bağlı değildir; ipin uzunluğuna ve yer çekimi ivmesine bağlıdır.
Derinleş
Bir ipe küçük bir ağırlık bağlayarak basit bir sarkaç yap. İpin uzunluğunu üç farklı değerde değiştirerek 10 salınımın süresini ölç ve periyodu hesapla. Ardından ağırlığı değiştirip aynı ölçümü tekrarla. Bulgularını bir tablo ve grafikle sun; eski sarkaçlı saatlerin ayarının neden ipin ya da çubuğun boyuyla yapıldığını tartış.
Öğrenme çıktıları
Bu konunun soruları MEB öğretim programındaki şu öğrenme çıktılarını ölçer.
FİZ.10.4.1Periyodik hareketlere ilişkin deneyimlerini yansıtabilme
- a) Periyodik hareketlere ilişkin deneyimlerini gözden geçirir.
- b) Periyodik hareketlere ilişkin deneyimlerinden çıkarım yapar.
- c) Periyodik hareketlere ilişkin deneyimlerinden ulaştığı çıkarımı değerlendirir.
Sorular
Soru bankasından bu konunun soruları, kolaydan zora.
Kolay
1Okan, gitarın bir telini parmağıyla bir kez çekip bırakıyor; tel, dışarıdan başka hiçbir etki olmadan bir süre titreşmeye devam ediyor. Teli her çekişinde, ne kadar sert çekerse çeksin, aynı perdede ses duyuyor. Telin bu durumda titreştiği frekansa ne ad verilir?
- A) Zorlanmış titreşim frekansı
- B) Doğal titreşim frekansı
- C) Ortalama frekans
- D) Yayılma frekansı
- E) Rezonans genliği
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Doğal titreşim frekansı
Bir sistemin dış etki olmadan serbestçe titreşirken sahip olduğu frekans doğal titreşim frekansıdır; sert çekiş genliği değiştirir, frekansı değiştirmez. Zorlanmış titreşimde ise sistem dışarıdan sürekli uygulanan bir etkinin frekansıyla titreşir; burada tel bir kez çekilip bırakılmıştır.
Kolay
2Bebek yatağının üzerine asılan yaylı bir oyuncak, çekilip bırakıldığında aşağı yukarı salınıyor. Anne, telefonuyla yaptığı ölçümde oyuncağın saniyede 4 tam salınım yaptığını görüyor. Oyuncağın bir tam salınımı kaç saniye sürer?
- A) 0,25
- B) 4
- C) 2
- D) 0,5
- E) 0,4
Cevabı göster
Doğru cevap: A) 0,25
Frekans 4 Hz'dir; periyot T = 1 / f = 1 / 4 = 0,25 s olur. 4 s, frekans ile periyodun birbirine karıştırılmasından çıkar; saniyede 4 salınım yapan bir cismin bir salınımı 1 saniyeden kısa sürmelidir.
Kolay
3Müzik öğretmeni, metronomun ayar düğmesinin yanında "saniyede 2 vuruş" yazdığını gösteriyor. Fizik öğretmeni de bu değerin, salınım hareketini tanımlayan bir fizik büyüklüğü olarak birimiyle birlikte yazılabileceğini söylüyor. Bu değer hangi büyüklükle ve hangi birimle ifade edilir?
- A) Periyot, hertz
- B) Frekans, saniye
- C) Genlik, metre
- D) Frekans, hertz
- E) Periyot, saniye
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Frekans, hertz
Bir saniyedeki tam salınım sayısı frekanstır ve birimi hertz (Hz)'dir; metronomun değeri 2 Hz'dir. Periyot da salınımla ilgili bir büyüklüktür, ancak bir tam salınımın süresini verir ve birimi saniyedir; burada verilen ise birim zamandaki salınım sayısıdır.
Kolay
4Sena bir gün boyunca karşılaştığı hareketleri not ediyor ve bunlardan hangisinin eşit zaman aralıklarında kendini tekrarladığını belirlemek istiyor. Notlarında parktan, evden ve okul yolundan örnekler var. Sena'nın notlarındaki hareketlerden hangisi periyodik harekettir?
- A) Duvar saatindeki sarkacın salınması
- B) Kaydıraktan bir kez kayan çocuk
- C) Ağaçtan düşen bir yaprak
- D) Fırlatılıp yere düşen bir taş
- E) Rüzgârla savrulan bir poşet
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Duvar saatindeki sarkacın salınması
Periyodik hareket, eşit zaman aralıklarında kendini tekrarlayan harekettir; saat sarkacı denge noktası etrafında eşit sürelerde salınır. Rüzgârla savrulan poşet de ileri geri hareket edebilir; ancak bu hareket düzensizdir ve eşit sürelerde tekrarlanmaz.
Kolay
5Parktaki salıncakta sallanan Can, salıncağın bir uçtan çıkıp öteki uca gittikten sonra yeniden başladığı noktaya dönmesinin hep aynı sürede gerçekleştiğini fark ediyor. Bir tam salınım için geçen bu süreye ne ad verilir?
- A) Frekans
- B) Genlik
- C) Hertz
- D) Denge konumu
- E) Periyot
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Periyot
Bir tam salınımın süresine periyot denir ve birimi saniyedir. Frekans ise bir saniyedeki salınım sayısıdır, süre değildir.
Kolay
6Zeynep, parktaki salıncakta sallanan kardeşinin 30 saniyede 10 tam salınım yaptığını sayıyor. Salıncağın periyodu kaç saniyedir?
- A) 0,3 s
- B) 3 s
- C) 10 s
- D) 20 s
- E) 300 s
Cevabı göster
Doğru cevap: B) 3 s
Periyot, bir tam salınımın süresidir: T = 30 / 10 = 3 s. 0,3 s ise salınım sayısını süreye bölerek bulunan frekanstır ve birimi Hz olmalıdır.
Kolay
7Bir yay sarkacının periyodunu etkileyen nicelikler hangi seçenekte birlikte verilmiştir?
- A) İpin uzunluğu ve yer çekimi ivmesi
- B) Asılı kütle ve yay sabiti
- C) Yalnızca ipin uzunluğu
- D) Yalnızca asılı kütlenin rengi
- E) Yayın rengi ve uzunluğu
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Asılı kütle ve yay sabiti
Yay sarkacında periyot asılı kütleye ve yay sabitine bağlıdır: kütle artınca periyot artar, yay sertleşince azalır. İp uzunluğu ve yer çekimi ivmesi basit sarkacın periyodunu belirler.
Kolay
8Frekansı 2 Hz olan bir yay sarkacı 15 saniye boyunca salınıyor. Sarkaç bu sürede kaç tam salınım yapar?
- A) 7,5
- B) 15
- C) 17
- D) 30
- E) 60
Cevabı göster
Doğru cevap: D) 30
Frekans bir saniyedeki salınım sayısıdır; 15 s'de 2 · 15 = 30 tam salınım yapılır. 7,5, süreyi frekansa bölerek yapılan işlem hatasıdır.
Kolay
9Defne, ipe asılı bir sarkaçla oynuyor ve sarkacın daha hızlı salınmasını, yani frekansının artmasını istiyor. Defne ne yapmalıdır?
- A) İpin boyunu uzatmalıdır.
- B) Ucundaki cismi daha ağır bir cisimle değiştirmelidir.
- C) Ucundaki cismi daha hafif bir cisimle değiştirmelidir.
- D) Sarkacı daha büyük bir kuvvetle itmelidir.
- E) İpin boyunu kısaltmalıdır.
Cevabı göster
Doğru cevap: E) İpin boyunu kısaltmalıdır.
Basit sarkaçta ip kısaldıkça periyot azalır, frekans artar. Ucundaki kütle periyodu değiştirmediği için cismi değiştirmek işe yaramaz.
Kolay
10İnsanlar tarih boyunca doğadaki döngülerden yararlanarak zamanı ölçmüştür. Ay takviminin oluşturulmasında hangi doğa olayından yararlanılmıştır?
- A) Bir çubuğun gölgesinin gün içinde değişmesinden
- B) Bir sarkacın salınımlarından
- C) Ay'ın Dünya etrafındaki döngüsüyle görünür şeklinin değişmesinden
- D) Bir yayın düzenli titreşiminden
- E) Deniz dalgalarının kıyıya vurmasından
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Ay'ın Dünya etrafındaki döngüsüyle görünür şeklinin değişmesinden
Ay'ın Dünya etrafındaki döngüsüyle görünür şeklinin düzenli olarak değişmesi ay takviminin temelidir. Çubuğun gölgesi ise Güneş saatinde kullanılır.
Kolay
11Galileo, tavanda asılı bir sarkacın salınımlarını izlerken her salınım sırasında kendi nabzını saymış ve her seferinde aynı sayıyı bulmuştur. Galileo bu gözlemle hangi sonuca ulaşmıştır?
- A) Sarkacın her salınımı bir öncekinden daha uzun sürer.
- B) Sarkaç her salınımını aynı sürede tamamlar.
- C) Sarkacın salınım süresi nabız hızına bağlıdır.
- D) Sarkaç her salınımda daha hızlı hareket eder.
- E) Sarkacın salınım süresi rastgele değişir.
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Sarkaç her salınımını aynı sürede tamamlar.
Galileo, nabzını sayarak sarkacın her salınımı aynı sürede tamamladığını, yani periyodunun değişmediğini doğrulamıştır. Nabız yalnızca süre ölçmek için kullanılmıştır, periyodu belirlemez.
Kolay
12Bir öğrenci periyodik hareketle ilgili büyüklükleri ve birimlerini eşleştiriyor. Aşağıdaki eşleştirmelerden hangisi doğrudur?
- A) Periyot – hertz (Hz)
- B) Frekans – saniye (s)
- C) Periyot – metre (m)
- D) Frekans – metre (m)
- E) Frekans – hertz (Hz)
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Frekans – hertz (Hz)
Frekans bir saniyedeki salınım sayısıdır ve birimi hertzdir; periyodun birimi ise saniyedir. Periyot ile hertzi eşleştirmek iki kavramı karıştırmaktır.
Kolay
13Sarkaçlı saatlerde sarkacın her salınımında sabit bir süre geçer; zemberekli saatlerde ise bir yay döngüsel bir hareket oluşturur. Bu iki saatin çalışma ilkesindeki ortak nokta hangisidir?
- A) İkisi de düzenli olarak kendini tekrarlayan hareketlerden yararlanır.
- B) İkisi de Güneş'in gölgesinin uzunluğundan yararlanır.
- C) İkisi de Ay'ın görünür şeklindeki değişimden yararlanır.
- D) İkisi de yalnızca elektrik enerjisiyle çalışır.
- E) İkisinde de hareket hiç tekrar etmez.
Cevabı göster
Doğru cevap: A) İkisi de düzenli olarak kendini tekrarlayan hareketlerden yararlanır.
Sarkaçlı ve zemberekli saatlerin temel unsuru düzenli şekilde tekrar eden, yani periyodik hareketlerdir. Gölgenin uzunluğundan yararlanan Güneş saatidir.
Kolay
14Bir yaya asılı kütlenin salınım frekansı 0,25 Hz olarak ölçülüyor. Bu yay sarkacının periyodu kaç saniyedir?
- A) 0,25 s
- B) 0,4 s
- C) 2,5 s
- D) 4 s
- E) 25 s
Cevabı göster
Doğru cevap: D) 4 s
T = 1 / f bağıntısından T = 1 / 0,25 = 4 s bulunur. 0,25 s, frekans değerinin doğrudan periyot sanılmasıyla elde edilir.
Kolay
15Basit sarkaç deneyinde öğrencilere bir tam salınımın tanımı veriliyor. Kütle A noktasından serbest bırakılıyor, en alçak noktadan geçip öteki uçtaki B noktasına çıkıyor. Bir tam salınım hangi hareketle tamamlanır?
- A) Kütle A'dan çıkıp en alçak noktaya ulaştığında
- B) Kütle A'dan çıkıp B'ye ulaştığında
- C) Kütle en alçak noktadan geçip B'ye ulaştığında
- D) Kütle A'dan çıkıp B'ye gidip yeniden A'ya döndüğünde
- E) Kütle B'den dönüp en alçak noktaya geldiğinde
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Kütle A'dan çıkıp B'ye gidip yeniden A'ya döndüğünde
Tam salınım, kütlenin serbest bırakıldığı noktadan gidip yeniden aynı noktaya dönmesidir. A'dan B'ye gitmek salınımın yalnızca yarısıdır.
Kolay
16Bir sarkacın periyodu 0,2 s'dir. Bu sarkacın frekansı kaç Hz'dir?
- A) 0,2 Hz
- B) 0,5 Hz
- C) 2 Hz
- D) 5 Hz
- E) 20 Hz
Cevabı göster
Doğru cevap: D) 5 Hz
f = 1 / T = 1 / 0,2 = 5 Hz olur. 0,2 Hz, periyot değerini frekans sanmaktan kaynaklanır.
Kolay
17Bir gitarist, gitarının bir telinden çıkan sesin değişmesini, yani telin doğal titreşim frekansının farklı olmasını istiyor. Aşağıdaki işlemlerden hangisi telin doğal titreşim frekansını değiştirir?
- A) Akort burgusunu çevirerek telin gerginliğini artırmak
- B) Tele daha sert vurarak teli daha büyük genlikle titreştirmek
- C) Tele art arda, daha kısa aralıklarla vurmak
- D) Gitarı odanın başka bir köşesine götürüp çalmak
- E) Tele parmak yerine pena ile vurmak
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Akort burgusunu çevirerek telin gerginliğini artırmak
Bir cismin dış etki olmadan yaptığı salınımın frekansı doğal titreşim frekansıdır ve cismin kendi özelliklerine bağlıdır. Gitar telinde bu frekansı telin kalınlığı, uzunluğu ve gerginliği belirler; teli germek doğal frekansını değiştirir. Tele daha sert vurmak yalnız titreşimin genliğini büyütür. Tele daha sık vurmak, neyle vurulduğu ya da gitarın odadaki yeri telin özelliklerini değiştirmediğinden doğal frekansı da değiştirmez.
Kolay
18Boyutları ve biçimleri aynı olan, biri çelikten biri plastikten yapılmış iki cetvel, eşit uzunlukta kısımları masanın dışında kalacak biçimde masaya sıkıştırılıyor. Cetvellerin uçları aynı miktarda bükülüp bırakıldığında iki cetvelin farklı frekanslarla titreştiği gözleniyor. Cetvellerin titreşim frekanslarının farklı olmasının kaynağı aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Cetvellerin bırakıldığı andaki bükülme miktarı
- B) Cetvellerin masaya sıkıştırıldığı yer
- C) Cetvellerin masanın dışında kalan uzunluğu
- D) Cetvellerin titreşmeye başladığı an
- E) Cetvellerin yapıldığı maddenin cinsi
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Cetvellerin yapıldığı maddenin cinsi
Cisimler; şekline, yapıldığı maddenin cinsine, elastik yapısına ve kütlesine bağlı bir doğal titreşim frekansıyla salınır. Deneyde cetvellerin biçimi, boyutları, masanın dışında kalan uzunluğu ve bükülme miktarı aynı tutulmuştur; iki cetvel arasındaki tek fark yapıldıkları maddedir (dolayısıyla esneklikleri ve kütleleri). Frekans farkı bu yüzden maddenin cinsinden kaynaklanır. İki cetvelde aynı olan bir özellik, aralarındaki farkın nedeni olamaz.
Orta
19Dilek, iple asılı metal bir bilyeden yapılmış sarkacının salınım süresini ölçüyor. Ardından ip uzunluğunu ve bulunduğu yeri değiştirmeden aynı boyutta ama kütlesi iki katı olan bir bilye takıp ölçümü tekrarlıyor. Sarkacın periyodu nasıl değişir?
- A) İki katına çıkar.
- B) Yarıya iner.
- C) Dört katına çıkar.
- D) √2 katına çıkar.
- E) Değişmez.
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Değişmez.
Basit sarkacın periyodu ip uzunluğuna ve yer çekimi ivmesine bağlıdır, ucundaki kütleye bağlı değildir. Ağır cismin daha yavaş salınacağını düşünmek gündelik sezgiden gelen bir yanılgıdır; kütle artsa da hem ağırlık hem eylemsizlik aynı oranda arttığı için periyot değişmez.
Orta
20Fizik kulübünde Barış, iple tavana asılı bir sarkacı küçük bir açıyla salındırıp kronometreyle ölçüm alıyor. Sarkacın 1 dakikada 45 tam salınım yaptığını kaydediyor. Sarkacın frekansı kaç Hz'dir?
- A) 45
- B) 1,33
- C) 0,75
- D) 1,5
- E) 0,6
Cevabı göster
Doğru cevap: C) 0,75
1 dakika 60 s'dir; f = salınım sayısı / süre = 45 / 60 = 0,75 Hz. 1,33 sonucu süre salınım sayısına bölünerek bulunur; bu değer frekans değil, saniye cinsinden periyottur.
Katkıda bulun
Özette bir hata mı gördün, eklenmesi gereken bir bilgi ya da güzel bir soru mu var? Öner; yönetici onaylarsa sitede yayımlanır ve sana bildirim gelir.