Biyomekanik Doğrusal Kinematik Hız ve İvme Kavramları

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Biyomekanik Doğrusal Kinematik Hız ve İvme Kavramları"

Pinar Altun
6 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Biyomekanik Doğrusal Kinematik Hız ve İvme Kavramları Dr. Murat Çilli Sakarya Üniversitesi Beden Eğitimi ve Spor Yüksekokulu Antrenörlük Eğitimi Bölümü

2 Doğrusal Kinematik - Hız

3 Doğrusal Kinematik - Hız Belirli bir referans noktasına bağlı olarak, cismin birim zamandaki yer değiştirme miktarı Hız (velocity v ) olarak ifade edilir [m/s] 10m 20m 30m 40m

Doğrusal Kinematik Anlık Hız Yer değiştirme zaman grafiğinde yer değiştirme eğrisine bir noktada çizilen doğrunun eğimi anlık hızı ifade ederken

4 Doğrusal Kinematik Anlık Hız Yer değiştirme zaman grafiğinde yer değiştirme eğrisine bir noktada çizilen doğrunun eğimi anlık hızı ifade ederken bir cihaz kullanılarak ölçülen hız değerleri ise, ölçülebilen en düşük zaman aralığına bağlı, ortalama hızı ifade eder V t V lim t 0 r 0, t dr dt r t

Doğrusal Kinematik Ortalama Hız v x t x t 2 x t 1 50 10 3 1 40 2 2 1 20m / s 10. metredeki hızı 20 m/s ya da 50. metredeki hızı 20 m/s 1.

6 Doğrusal Kinematik Ortalama Hız v x t x t 2 x t m / s 10. metredeki hızı 20 m/s ya da 50. metredeki hızı 20 m/s 1. saniyedeki hızı 20 m/s ya da 3. saniyedeki hızı 20 m/s 10m ile 50m arasındaki ortalama hızı = 20m/s 1.s ile 3.s arasındaki ortalama hızı =20m/s

7 Doğrusal Kinematik Ortalama Hız v 1 = x/ t=(x 2 -x 1 )/(t 2 -t 1 ) =(20-0)/(3.0-0) =20/3 =6.6m/s v 2 = x/ t=(x 2 -x 1 )/(t 2 -t 1 ) =(50-20)/( ) =30/3 =10.0m/s 0m 0s 20m 3.0s 50m 6.0s Sporcunun 0m ile 20m arasındaki ortalama hızı 6.6 m/s dir. Sporcunun 20m ile 50m arasındaki ortalama hızı 10.0 m/s dir.

8 Doğrusal Kinematik Ortalama Hız 100 m yarışı koşan iki sporcunun yer değiştirme ve ortalama hız değerlerini incelersek;

9 Doğrusal Kinematik Ortalama Hız Her iki sporcunun da 100m derecelerinin 12s olduğu kabul edilirse ortalama hızları, v x t x t 2 x t m / s 100m boyunca hesaplanan ortalama hız değeri, atletlerin 100m performanslarının değerlendirilmesinde yanıltıcı olacaktır.

10 Doğrusal Kinematik Ortalama Hız Konum (m) Her iki sporcunun yarışın 10 ar metrelik aralıklarla alınan zaman ve konum değerleri grafikte incelendiğinde koşu yapıları arasında farklılıklar olduğunu gözleyebiliriz Zaman (s)

11 Doğrusal Kinematik Ortalama Hız Hız (m/s ) Zaman (s) Her iki sporcunun yarışın 10 ar metrelik aralıklarla alınan zaman değerleri ve konum değerleri ile hesaplanan ortalama hız değerleri incelendiğinde farklılıklar gözlenmektedir m-100m Ortalama hız

12 100m koşusunda 10 ar metrelik aralıklar ile ortalama hız değerleri 0-10 m v = 10/2.2 = 4.5 m/s m v = 10 / 1.2 = 8.3 m/s m v = 10 / 0.8 = 12.5 m/s m v = 10 / 0.7 = 14.3 m/s m v = 10 / 0.8 = 12.5 m/s m v = 10/ 0.8 = 12.5 m/s m v = 10/ 0.7 = 14.3 m/s m v = 10 / 0.8 = 12.5 m/s m v = 10 / 0.9 = 11.1 m/s m v = 10 / 0.9 = 11.1 m/s

13 İnsan (yürüyüş hızı) 4 km/h İnsan (hafif tempo koşu hızı) 8 km/h İnsan (100 m yarışında) 37 km/h Bisiklet 40 km/h Yarış atı 70 km/h Leopar 96 km/h Yarış otomobili 413 km/h Yarış motorsikleti 513 km/h Tabanca mermisi km/h Uçak, 3 mach=3.564 km/h İnsanlı uzay aracı km/h İnsansız uzay aracı km/h

14 Doğrusal Kinematik Hız Birimleri Metrik dekametre/dakika dekametre/gün dekametre/saat dekametre/saniye hektometre/dakika hektometre/gün hektometre/saat hektometre/saniye kilometre/dakika kilometre/gün kilometre/saat kilometre/saniye megametre/dakika megametre/gün megametre/saat megametre/saniye metre/dakika metre/gün metre/saat metre/saniye milimetre/dakika milimetre/gün milimetre/mikrosaniye milimetre/saat milimetre/saniye santimetre/dakika santimetre/gün santimetre/saat santimetre/saniye Mil Deniz mili/dakika Deniz mili/gün Deniz mili/saat Deniz mili/saniye Mil/dakika Mil/gün Mil/saat (mph) Mil/saniye Amerikan hız birimleri Feet/dakika Feet/gün Feet/saat Feet/saniye İnç/dakika İnç/gün İnç/saat İnç/saniye Yard/dakika Yard/gün Yard/saat Yard/saniye

En hızlı insan Jamaikalı atlet Usain Bolt, 9.69 saniyeyle 100 metrede 10.31 m/s 37.11 km/h 19.

15 En hızlı insan Jamaikalı atlet Usain Bolt, 9.69 saniyeyle 100 metrede m/s km/h saniyeyle 200 metrede m/s km/h saniyeyle 400 metrede m/s km/h

16 En hızlı kara hayvanı Çitalar, dünyanın en hızlı kara hayvanlarıdır. Saatte yaklaşık 115 km ye kadar ulaşan hızına çok da şaşırmamak gerekir, çünkü ince ve uzun bacaklı vücut yapısıyla çita, adeta hız için yaratılmıştır.

17 En hızlı araba Barabus TKR, 1005 lik beygirgücü ve 0 dan 98 km hıza 1.67 saniyede çıkmasıyla günümüzün süper arabası olarak görülüyor.

18 En hızlı balık Saatte 110 km ye kadar ulaşan hızıyla dünyanın en hızlı balığı ünvanını taşır.

19 En hızlı tren Japonya daki uygulama hattında yapılan denemelerde JR-Maglev MLX01 trenlerinin 581 km/s hıza ulaştığı tespit edildi.

En hızlı insanlı uçak 1960 ların başında kırdığı en hızlı insanlı uçak olma rekoru günümüzde geçerliliğini koruyan X-15 programı boyunca gerçekleştirilen uçuşlardan 13 ü (8 pilot

20 En hızlı insanlı uçak 1960 ların başında kırdığı en hızlı insanlı uçak olma rekoru günümüzde geçerliliğini koruyan X-15 programı boyunca gerçekleştirilen uçuşlardan 13 ü (8 pilot tarafından) USAF ın 50 mil (80.47 km) kriterini aşarak uçağı kullanan pilotları astronot seviyesine taşıdı. X-15 in en yüksek hızı ise Pete Knight ın pilotluğu esnasında 7273 km/s olarak kaydedildi.

21 En hızlı kuş Kartalgiller familyasından aladoğan kuşu (Falco peregrinus) dalışa geçtiğinde saatte 322 km hıza ulaşabiliyor.

Işığın boşluktaki hızı saniyede tam olarak 299792458 metre olarak tanımlanmıştır.

22 En hızlı şey Modern fizikte, ışık evrendeki en hızlı şey olarak kabul edilir ve ışığın uzay boşluğundaki hızı doğanın temel sabit değerlerinden biridir. Işığın boşluktaki hızı saniyede tam olarak metre olarak tanımlanmıştır. Bu, insan ırkının bugüne kadar tecrübe ettiği en hızlı şeydir. Ekvator etrafında ışık hızıyla hareket ederseniz gezegeni bir saniye içinde 7.4 defa turlayabilirsiniz.

23 Örnek 1 14 km/h hızla koşmakta olan sporcu 30dk sürede kaç metre yol alır? 1 saat 60dk 1 km 1000m 60dk 14000m 30dk? 30x = 7000m

24 Örnek 2 14 km/h hızla koşmakta olan sporcu 30dk sürede kaç metre yol alır? 400m lik pistte bu süre içerisinde kaç tur koşar? 60dk 14000m 30dk? 30x = 7000m 400m 1 tur 7000m? 7000x1 400 = 17.5 tur Bu koşu hızında her bir turu kaç saniyede geçer? 14000m 3600s 400m? 400x = 103s

Doğrusal Kinematik ivme İvme (acceleration a ) birim zamanda, cismin hızında meydana gelen değişim miktarı olarak ifade edilir. [m/s 2 ] V 1 =0.00m/s t 1 =0.

26 Doğrusal Kinematik ivme İvme (acceleration a ) birim zamanda, cismin hızında meydana gelen değişim miktarı olarak ifade edilir. [m/s 2 ] V 1 =0.00m/s t 1 =0.0s a 1 = v/ t=(v 2 -v 1 )/(t 2 -t 1 ) =( )/( ) =9.81 m/s 2 V 2 =9.81m/s t 2 =1.0s a 2 = v/ t=(v 3 -v 2 )/(t 3 -t 2 ) =( )/( ) =9.26 m/s 2 V 3 =20.00m/s t 3 =2.1s

27 Doğrusal Kinematik Anlık ivme Hız zaman grafiğinde hız eğrisine bir noktada çizilen doğrunun eğimi anlık ivmeyi ifade ederken bir cihaz kullanılarak ölçülen ivme değerleri ise, ölçülebilen en düşük zaman aralığına bağlı, ortalama ivmeyi ifade eder a lim t 0 v t 0, t dv a dt v t

28 Doğrusal Kinematik Ortalama ivme a v t v v m / t t s 2

29 Doğrusal Kinematik İvme V 1 V 2 Hızlanma V 2 >V 1 a + V 1 V 2 Sabit Hız V 2 =V 1 a 0 V 1 V 2 Yavaşlama V 2 <V 1 a -

30 Doğrusal Kinematik İvme Hız (m/s) İvme (m/s 2 ) ,00 5,00 0,00-5,00-10, Zaman (s)

31 Doğrusal Kinematik Pozitif İvme (Hızlanma) Hız (m/s) Aşağıda verilen Hız-Zaman grafiğinde işaretli alanlarda hızlanmanın olduğu, diğer bir deyişle pozitif ivmenin olduğu söylenebilir.

Doğrusal Kinematik Negatif İvme (Negatif İvme) Hız (m/s) Aşağıda verilen Hız-Zaman grafiğinde işaretli alanlarda yavaşlamanın olduğu, diğer bir deyişle negatif ivmenin olduğu söylenebilir.

32 Doğrusal Kinematik Negatif İvme (Negatif İvme) Hız (m/s) Aşağıda verilen Hız-Zaman grafiğinde işaretli alanlarda yavaşlamanın olduğu, diğer bir deyişle negatif ivmenin olduğu söylenebilir. Aşağıda verilen Hız-Zaman grafiğinde işaretli alanlarda Yavaşlamanın olduğu, diğer bir deyişle negatif ivmenin olduğu söylenebilir. Biyomekanik >> Doğrusal Kinematik >> İvme >> Negatif İvme

Hız (m/s) Doğrusal Kinematik Sıfır İvme Aşağıda verilen Hız-Zaman grafiğinde işaretli alanlarda hızın sabit kaldığı olduğu, diğer bir deyişle sıfır ivmenin olduğu söylenebilir.

33 Hız (m/s) Doğrusal Kinematik Sıfır İvme Aşağıda verilen Hız-Zaman grafiğinde işaretli alanlarda hızın sabit kaldığı olduğu, diğer bir deyişle sıfır ivmenin olduğu söylenebilir. Biyomekanik >> Doğrusal Kinematik >> İvme >> Sıfır İvme Aşağıda verilen Hız-Zaman grafiğinde işaretli alanlarda İvmenin sıfır, diğer bir deyişle Hızda değişikliğin olmadığı söylenebilir.

34 Doğrusal Kinematik Sabit İvme İvme (m/s 2 ) Aşağıda verilen İvme-Zaman grafiğinde işaretli alanlarda İvmenin sabit olduğu söylenebilir.

35 Doğrusal Kinematik Yerçekimi İvmesi (g) Hızlı hareketler, kısa sürede hızlanmayı, yani yüksek ivmeyi gerektirir. Atmosfer içi ve ötesi hareket programlarında yüksek ivmeler, m/s2 birimi ile olduğu kadar g değerini birim kabul ederek ifade edilir. Örneğin, bir uydunun fırlatılmasında, uçak manevralarında 2-3 g lik ivmeler ağırlığın 2-3 katına çıkacağını ifade eder, 8-10 g gibi ivmeler insanın dayanma sınırına erişir. Çarpışmalar genellikle çok daha yüksek g lerle ölçülür. Örneğin, teniste, topun raketle buluşma süresi 1/100 saniye ve topun çıkış hızı 50 m/s ise ortalama ivme nerdeyse 500 g olacaktır.

36 Özel drag araçları sıfırdan 160km/h hıza 0.86 saniyede erişebilirler ve 5.3g lik bir ivme ortaya çıkar. Bu durumda pilotun vücut ağırlığı 5.3 katına ulaşacaktır. 160km/h = 44.4 m/s

Benzer belgeler

Metrik sistemde uzaklık ve yol ölçü birimi olarak metre (m) kullanılır.

Metrik sistemde uzaklık ve yol ölçü birimi olarak metre (m) kullanılır. LİNEAR (DÜZGÜN DOĞRUSAL) BİOKİNEMATİK ÖZELLİKLER Düzgün doğrusal hareket bir cismin düz bir doğrultuda ilerlemesi, yer değiştirmesidir. Uzunluk, hız, ivmelenme bu bölümde incelenir. Yol-Uzaklık kavramları: