YAYLARDA ATMANIN HIZI VE YANSIMASI

Bir ucu duvara sabitlenmiş Şekil I’de ki yayda enine ve boyuna dalgalar üretmek mümkündür.

Yayın serbest ucu yatay olarak çekilip itildiğinde Şekil II’deki gibi boyuna dalgalar üretilebilir.

Yayın serbest ucu dikey olarak yukarıya ve aşağı hareket ettirildiğinde ise Şekil III’teki gibi enine dalgalar oluşturulabilir.

Atmaların Yansıması

Esnek bir yayda ilerleyen atma yayın ucuna ulaştığında geri döner. Yansıyan atmanın şekli yayın ucunun sabit ya da serbest oluşuna göre değişir. Bir yay üzerinde ilerleyen bir atma sabit uca ulaştığında baş yukarı ise baş aşağı olarak, baş aşağı ise baş yukarı olarak yansır.

Serbest uca baş yukarı olarak gelen bir atma baş yukarı olarak, baş aşağı olarak gelen atma baş aşağı olarak yansır.

Atmaların sabit uçtan ve serbest uçtan yansımalarında hareket yönleri ters dönerken genişlikleri ve enerji kaybı önemsenmezse genlikleri değişmez.

Yay Dalgalarının Hızı

Esnek bir yay F kuvveti ile gerilirse bu yayda oluşturulan dalgaların hızı v,

ile hesaplanır. Bu ifadede jı, yayın boyca yoğunluğu ya da yayın birim uzunluğunun kütlesidir. Kütlesi m, boyu l olan esnek bir yayın ya da ipin boyca uzunluğu,

ile bulunur.

Boyca yoğunluğu büyük olan yay, “ağır yay, sert yay” şeklinde ifade edilir. Yayın boyca yoğunluğu küçük ise “hafif yay, yumuşak yay” denir. Aynı şekilde boyca yoğunluğu büyük olan ip “kalın ip”; boyca yoğunluğu küçük olan ise “ince ip” olur.

Eşit kuvvetle gerilen ağır ve hafif yaylarda oluşturulan atmalardan hafif yaydaki atma daha hızlıdır.

Yaylarda Atmanın İletilmesi

Eğer iki farklı yay birbirine bağlanmışsa ve bir atma birinci yaydan ikinciye doğru ilerliyorsa, bazı özel durumlar gözlemlenir:

• İnce yaydan kalın yaya geçiş: İnce yaydan kalın yaya geçen atmanın bir kısmı iletilir, bir kısmı ise ters çevrilerek yansır. Çünkü kalın yay daha büyük kütleye ve direnç gösteren bir yapıya sahiptir.

• Kalın yaydan ince yaya geçiş: Kalın yaydan ince yaya geçen atmanın bir kısmı iletilir, ancak bu durumda yansıyan atma aynı fazda kalır. Çünkü ince yay daha az direnç gösterdiğinden dolayı atma yön değiştirmez.

Şimdi bu olayları daha iyi anlamak için bazı grafikler oluşturalım.

Yukarıdaki grafikler, yaylarda atmanın yansıması ve iletilmesi konusunu görselleştirmek için oluşturulmuştur:

1. Serbest Uçtan Yansıma: Gelen atma, uç noktadan geri dönerken aynı fazda kalır.
2. Sabit Uçtan Yansıma: Gelen atma, sabit uçtan ters çevrilerek geri döner.
3. İnce Yaydan Kalın Yaya Geçiş: Gelen atmanın bir kısmı iletilir (genliği azalır), bir kısmı ters fazda yansır.
4. Kalın Yaydan İnce Yaya Geçiş: Gelen atmanın bir kısmı iletilir (genliği biraz azalır), ancak yansıyan atma aynı fazda kalır.

Çözümlü Örnek Test Soruları

1) İnce bir yaydan kalın bir yaya doğru ilerleyen atmanın yansıması ve iletilmesi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Atma, kalın yayda hızını artırarak ilerler.
B) Yansıyan atmanın yönü değişmez.
C) İletilen atmanın genliği azalır.
D) Yansıyan atma, ters dönerek geri döner.
Cevap: D
Çözüm: İnce yaydan kalın bir yaya geçen atmanın bir kısmı iletilirken, bir kısmı yansır. Yansıyan atma ters döner çünkü kalın yay daha büyük bir direnç gösterir.

2) Kalın bir yaydan ince bir yaya geçen bir atmanın hareketi ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
A) Atmanın bir kısmı yansır.
B) İletilen atmanın hızı artar.
C) Yansıyan atma ters döner.
D) İletilen atmanın genliği azalır.
Cevap: C
Çözüm: Kalın yaydan ince bir yaya geçen atma, daha düşük dirençle karşılaşacağı için hızlanır. Yansıyan atma ise ters dönmez, aynı yönlü olarak geri döner.

3) Yay üzerinde ilerleyen bir atma, sabit bir uca çarptığında nasıl yansır?
A) Ters dönerek yansır.
B) Aynı yönlü yansır.
C) Genliği artarak yansır.
D) Hızı değişmeden yansır.
Cevap: A
Çözüm: Bir atma, sabit bir uca çarptığında yansıyan atma ters dönerek geri döner. Çünkü sabit uç, hareketi tamamen durdurarak ters yönde bir kuvvet uygular.

4) Yayın bir ucunun serbest olduğu durumda atmanın yansıması nasıl olur?
A) Ters döner ve genliği artar.
B) Aynı yönlü yansır ve genliği değişmez.
C) Hızı azalır ve ters döner.
D) Genliği artarak yön değiştirir.
Cevap: B
Çözüm: Serbest uca ulaşan atma, aynı yönlü olarak yansır. Çünkü serbest uç hareket edebilir ve kuvveti aynen geri yansıtır.

5) Bir yay üzerinde hareket eden atmanın hızını belirleyen temel faktör aşağıdakilerden hangisidir?
A) Atmanın genliği
B) Yayın gerginliği
C) Atmanın genişliği
D) Atmanın yönü
Cevap: B
Çözüm: Yayın gerginliği arttıkça atmanın ilerleme hızı da artar. Çünkü daha gergin bir yay, atmanın daha hızlı yayılmasını sağlar.