Hareket, doğada en sık karşılaşılan olgulardan biridir. Denizdeki dalgaların hareketi, kuşların uçuşu, Ay’ın Dünya etrafındaki dönüşü, musluktan akan suyun hareketi ve topun yerde yuvarlanması, doğadaki hareket türlerinden yalnızca birkaçıdır. Hareket, doğası ve özelliklerine göre farklı kategorilere ayrılabilir.

Doğadaki hareketler hangi özelliklerine göre sınıflandırılabilir? Hareket, yön, hız, süre, doğrusal olup olmama gibi özelliklerine göre sınıflandırılabilir. Ayrıca, cismi oluşturan parçaların hareket şekli de hareketin sınıflandırılmasında önem taşır.

Hareket türlerinin benzerlikleri ve farklılıkları nelerdir? Hareket türleri, hızın sabit ya da değişken olup olmaması, doğrusal ya da dönme hareketi gibi farklı özellikler taşıyabilir. Örneğin, bir arabanın otoyolda ilerlemesi, bir salıncağın sallanması ve bir yunusun yüzmesi birbirinden farklı hareket türleri olsalar da hepsi enerji aktarımı ve kuvvetler aracılığıyla gerçekleşir.

Fiziksel uygulamaları: Bir arabanın yolda ilerlemesi, salıncağın ileri geri sallanması ya da bir yunusun suyun içinde yüzmesi gibi farklı hareketlerin anlaşılması; fizik, mühendislik ve biyomekanik gibi bilim dallarında büyük önem taşır.

Hareketin Temel Kavramları

Nesnenin yeri, hızı, hareketindeki değişim ve hareketinin nitelikleri hareket ile ilgili temel kavramlar kullanılarak belirlenir. Bu amaçla aşağıda referans noktası, konum, alınan yol, yer değiştirme, sürat, anlık sürat, ortalama sürat, hız, anlık hız, ortalama hız ve ivme kavramları açıklanmıştır.

Referans Noktası: Bir cismin hareketini tanımlamak için kullanılan, cismin konumunu belirtmek için seçilen ve hareket etmediği kabul edilen noktaya denir. Örneğin, bir alışveriş merkezi kuzeybatısında ve gençlik merkezi güneybatısında kalacak şekilde referans noktası seçilebilir.

Konum: Cismin herhangi bir anda referans noktasına göre bulunduğu yerdir. Konum, referans noktasından başlayıp cismin bulunduğu konuma doğru çizilen konum vektörü ile gösterilir. Konum SI biriminde metre (m) cinsinden ölçülür.

Alınan Yol: Cismin hareketi boyunca çizdiği yörüngenin uzunluğudur ve SI biriminde metre (m) cinsinden ölçülür. Alınan yol, skaler bir niceliktir.

Yer Değiştirme: Hareketlinin son konumu ile ilk konumu arasındaki yönlü uzaklıktır. Vektörel bir niceliktir ve SI biriminde metre (m) ile ölçülür.

Sürat: Hareketlinin birim zamanda aldığı yoldur ve SI biriminde metre/saniye (m/s) ile ifade edilir. Sürat, skaler bir niceliktir.

Anlık Sürat: Anlık hızın büyüklüğüdür ve birim zamanda alınan yoldur.

Ortalama Sürat: Bir hareketlinin toplam aldığı yolun, toplam geçen zamana oranıdır.

Hız: Hareketlinin birim zamanda yaptığı yer değiştirmedir. $\vec{v}$ sembolü ile gösterilen hızın SI’da birimi metre/saniyedir (m/s). Bu birimin yanında km/h veya cm/s gibi birimler de kullanılır. Hız, vektörel bir niceliktir ve:

$$Hız = \frac{Yer\ Değiştirme}{Zaman}$$ $$\vec{v} = \frac{\Delta \vec{x}}{\Delta t} = \frac{\vec{x}_{son} – \vec{x}_{ilk}}{t_{son} – t_{ilk}}$$

matematiksel modeli ile bulunur.

Anlık Hız: Bir hareketlinin belirli bir andaki hızıdır. $\vec{v}$ sembolü ile gösterilen anlık hızın SI’da birimi metre/saniyedir (m/s). Anlık hız vektörel bir niceliktir. Bir araca ait sürat göstergesi anlık olarak 60 km/h değerini gösteriyorsa ve araba doğu yönünde hareket ediyorsa, bu aracın anlık hızı doğu yönünde 60 km/h olur.

Ortalama Hız: Bir hareketlinin tüm hareketi boyunca yer değiştirmesinin hareket süresine oranıdır. $\vec{v}_{ort}$ sembolü ile gösterilen ortalama hızın SI’da birimi metre/saniyedir (m/s). Ortalama hız, vektörel bir niceliktir ve:

$$Ortalama hız = \frac{Toplam yer değiştirme}{Hareket süresi}$$ $$\vec{v}_{ort} = \frac{\Delta \vec{x}_1 + \Delta \vec{x}_2 + \Delta \vec{x}_3 + \dots}{\Delta t_1 + \Delta t_2 + \Delta t_3 + \dots}$$

matematiksel modeli ile bulunur.

İvme: Hareketlinin birim zamandaki hız değişimine denir. $\vec{a}$ sembolü ile gösterilen ivmenin SI’daki birimi metre/saniyekaredir (m/s²). İvme, vektörel bir niceliktir ve:

$$İvme = \frac{Hız değişimi}{Zaman}$$ $$\vec{a} = \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t} = \frac{\vec{v}_{son} – \vec{v}_{ilk}}{t_{son} – t_{ilk}}$$

matematiksel modeli ile bulunur.

Hareket Türleri

Bir cisim, seçilen referans noktasına göre zamanla yer değiştiriyorsa “Cisim hareket ediyor.” denir. Cisimlerin yaptığı hareket türü referans noktasına göre belirlenir. Doğada ve günlük hayatta gerçekleşen hareketlerle ilgili hesaplamalar için hareketin türünü belirlemek oldukça önemlidir. Örneğin balkondan düşen saksının hareketi ile Güneş’in etrafında belli yörüngelerde dolanan gezegenlerin hareketi birbirinden farklıdır. Bu hareketler analiz edilirken hareket türüne ait tanımlamalar ve hesaplama yöntemleri kullanılır.

• Öteleme: Cismin bütün parçaları eşit yer değiştirme yapar.
• Dönme: Cismin bütün parçaları, bir eksene eşit uzaklıkta kalacak şekilde hareket eder.
• Titreşim: Cisim, bir nokta etrafında gidip gelme hareketi yapar.

Öteleme Hareketi Örnekleri:

• Balkondan yere düşen saksı
• Duvar kenarına itilen masa
• Buz pistinde ilerleyen patenci

Dönme Hareketi Örnekleri:

• Lunaparktaki dönme dolap
• Mekanik saatlerde akrep ve yelkovan
• Helikopterde pervane

Titreşim Hareketi Örnekleri:

• Salıncakta sallanan bir kişi
• Su yüzeyindeki dalgalar
• Ses çatalı (diyapazon) vurulduğunda çatalın titreşimi