SlideShare a Scribd company logo
1 of 45
1
VEKTÖRLER
Vektörler ve Vektörel Toplam - I
• Zaman, sıcaklık, kütle ve yoğunluk gibi bazı
fiziksel nicelikler birimi olan tek bir sayı ile tam
olarak tanımlanabilir. Ancak fizikte birçok
önemli nicelik ayrıca belirli bir yöne sahiptir ve
bu nedenle sadece bir sayı ile tanımlanamaz.
Buna vereceğimiz basit bir örnek uçağın
hareketidir. Bu hareketi tam olarak
tanımlamak için sadece uçağın hızını bilmek
yeterli olmaz. Gittiği yönü de bilmek
durumundayız.
2
• Uçak Chicago’dan New York’a gitmek için
güneye değil doğuya doğru uçmalıdır. Uçağın
hızı ile gittiği yönü bir arada belirleyen niceliğe
«hız vektörü» denir.
• Bir fiziksel büyüklük tek bir sayı ile
tanımlandığında ona skaler nicelik adını veririz.
Bunun tersine, bir vektörel nicelik hem ne
kadar veya ne derecede büyük olduğunu
belirleyen bir büyüklük hem de uzayda belirli
bir yön özelliğine sahiptir.
3
Vektörler ve Vektörel Toplam - II
• Skaler niceliklerle yapılan hesaplarda normal
aritmetik kuralları geçerlidir. Örneğin 6𝑘𝑔 +
3 𝑘𝑔 = 9 𝑘𝑔 veya 4 × 2 𝑠 = 8 𝑠 gibi
• Ancak vektörlerin toplanması farklı bir işlem
biçimi gerektirir.
4
Vektörler ve Vektörel Toplam - III
• Yerdeğiştirme bir noktanın
konumunun değişmesidir.
Burada nokta deyince bir
parçacık ya da küçük bir cismi
anlıyoruz.
• Şekil 1.9a’da 𝑃1noktasından
𝑃2 noktasına konum değişikliğini
𝑃1’den 𝑃2’ye doğru çizilmiş ve
okun ucu 𝑃2’de olan bir çizgi ile
gösteriyoruz.
5
Vektörler ve Vektörel Toplam - IV
Şekil 1.9
Vektörel Toplama
• Şekil 1.11a’da görüldüğü
gibi, noktasal bir parçacığın
Ԧ
𝐴 yerdeğiştirmesinden sonra
ikinci bir 𝐵 yerdeğiştirmesi
yaptığını düşünelim. Şekilde
gösterildiği gibi sonuçta bu
parçacık sanki ilk noktadan
başlayan tek bir
Ԧ
𝐶 yerdeğiştirmesi yapmıştır.
6
Vektörel Toplam
• Ԧ
𝐶 ile gösterilen yerdeğiştirmeye Ԧ
𝐴 ve 𝐵
yerdeğiştirmelerinin vektörel toplamı veya
bileşkesi denir. Bu ilişkiyi sembolik olarak
aşağıdaki gibi ifade ederiz.
Ԧ
𝐶 = Ԧ
𝐴 + 𝐵
7
• Sadece Ԧ
𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin
birbiriyle paralel oldukları
durumda (Şekil 1.12a) Ԧ
𝐶 =
Ԧ
𝐴 + 𝐵 nin büyüklüğü Ԧ
𝐴 ve
𝐵 vektörlerinin
büyüklüklerinin toplamına eşit
olur. Bunun tersine, vektörler
anti-paralel durumda ise (Şekil
1.12b) Ԧ
𝐶 nin büyüklüğü Ԧ
𝐴 ve
𝐵 vektörlerinin
büyüklüklerinin farkına eşittir.
8
Vektörel Toplam
Vektörel Toplam
• İkiden fazla vektörü toplamamız gerektiğinde, ilk olarak
herhangi ikisinin vektör toplamı bulunur, buna vektörel
olarak üçüncünün değeri eklenir ve toplama bu şekilde
devam ettirilir. Şekil 1.13a’da Ԧ
𝐴, 𝐵 ve Ԧ
𝐶 vektörleri
görülmektedir. Şekil 1.13b’de bu vektörlerin toplanması
anlatılıyor.
9
Örnek - Vektörel Toplama
• Dağda kayak yapan bir
kişi düz bir kayak
pistinde kuzeye doğru
1.00 km gittikten sonra
doğuya dönüp bu yönde
2.00 km gitmiştir. İlk
hareket noktasından ne
kadar uzakta ve hangi
yöndedir?
10
Çözüm:
• Şekil 1.16 kayakçının yaptığı
yerdeğiştirmenin bir şemasıdır.
Başlangıç noktasından olan yönü φ
açısı ile gösteriyoruz. Şemadaki
vektörler bir dik üçgen
oluşturmaktadır. Başlangıç ve sonuç
noktalarının uzunluğu bu üçgenin
hipotenüsüdür.
• Pisagor teoremi kullanılarak,
(1.00 𝑘𝑚)2+(2.00 𝑘𝑚)2= 2.24 𝑘𝑚
φ açısının değerini bulmak için ;
𝑡𝑎𝑛φ=
𝑘𝑎𝑟ş𝚤 𝑘𝑒𝑛𝑎𝑟
𝑘𝑜𝑚ş𝑢 𝑘𝑒𝑛𝑎𝑟
=
2.00 𝑘𝑚
1.00 𝑘𝑚
= 63.4𝑜
11
Vektörlerin Bileşenleri – I
• Bir Ԧ
𝐴 vektörünün bileşenlerinin ne olduğunu tanımlamak için
Kartezyen (dik açılı) koordinat sistemi ile çalışmaya başlarız
(Şekil 1.17a). Bundan sonra Ԧ
𝐴 vektörünün alt ucunu O
noktasına yani eksenlerin birleşme noktasına yerleştiririz.
Böylece 𝑥𝑦 −düzleminde yer alan her vektörü, 𝑥 eksenine
paralel bir vektör ile 𝑦 eksenine paralel bir vektörün toplamı
olarak gösterebiliriz.
12
Şekil 1.17
Vektörlerin Bileşenleri – II
• Şekil 1.17a’da gösterildiği gibi iki vektör 𝐴𝑥 ve 𝐴𝑦 olarak
tanımlanır. Bunlara Ԧ
𝐴 vektörünün bileşen vektörleri denir.
Bunların vektörel toplamı Ԧ
𝐴 vektörüne eşittir. Sembolik
olarak şöyle ifade edilir:
Ԧ
𝐴 = 𝐴𝑥 + 𝐴𝑦
13
Şekil 1.17
Vektörlerin Bileşenleri – III
• Ԧ
𝐴 vektörünün büyüklüğü ve yönü bilinirse Ԧ
𝐴 nın
bileşenlerini hesaplayabiliriz. Bir vektörün yönü,
herhangi bir referans yönüyle yaptığı açı olarak
tanımlanır. Şekil 1.17b’de bu referans yönü olarak pozitif
𝑥 ekseni alınmıştır.
14
Şekil 1.17
Vektörlerin Bileşenleri – IV
• Ԧ
𝐴 vektörü ile pozitif 𝑥 ekseni arasındaki açı θ ile gösterilir. Ԧ
𝐴
vektörünün önce pozitif 𝑥 ekseninde bulunduğunu ve daha
sonra Şekil 1.17b’de θ açısı üzerindeki okla gösterildiği yönde
döndürüldüğünü düşünelim. Eğer Şekil 1.17b’de gösterildiği gibi
bu dönme pozitif 𝑥 ekseninden pozitif 𝑦 eksenine doğruysa θ
açısı artı değerler taşıyacaktır. Eğer dönme pozitif 𝑥 ekseninden
negatif 𝑦 eksenine doğruysa θ açısının değeri eksidir.
15
Şekil 1.17
Vektörlerin Bileşenleri – V
• θ açısı bu biçimde tanımlandığında trigonometrik fonksiyonların
tanımından şu şekilde ifade edilir:
𝐴𝑥
𝐴
= 𝑐𝑜𝑠θ
𝐴𝑦
𝐴
= 𝑠𝑖𝑛θ
𝐴𝑥 = 𝐴𝑐𝑜𝑠θ 𝐴𝑦 = 𝐴𝑠𝑖𝑛θ
(θ açısı pozitif 𝑥 ekseninden ölçülmekte ve pozitif 𝑦 eksenine doğru dönmektedir.)
16
Şekil 1.17
• Şekil 1.18’de gösterilen 𝐵𝑥 bileşeni
yönü pozitif 𝑥 eksenine ters yönde
olduğundan eksi değerler taşır.
İkinci çeyrekte olan bir açının
kosinüsü eksidir. 𝐵𝑦 nin değeri ise
artıdır (ikinci çeyrekte olan açılar
için sinüs değeri artıdır). Şekil
1.18b’de gösterildiği gibi, üçüncü
çeyrekte hem 𝐶𝑥 hem 𝐶𝑦 eksi
değerler almaktadır, bu alanda
𝑐𝑜𝑠θ ve 𝑠𝑖𝑛θ da eksi değerlidir.
17
Vektörlerin Bileşenleri – VI
Örnek – Bileşenlerin Bulunması
(a) Şekil 1.19a’da gösterilen vektörün 𝑥 ve 𝑦 bileşenleri nelerdir?
Vektörün büyüklüğü 𝐷 = 3.00 𝑚 ve açısı θ = 45𝑜
ile verilmiştir.
(b) Şekil 1.19b’deki vektörün 𝑥 ve 𝑦 bileşenleri nelerdir? Vektörün
büyüklüğü E = 4.50 𝑚 ve açısı β = 37𝑜
ile verilmiştir.
18
Çözüm (a şıkkı)
• Her iki soruda vektörün büyüklüğü ve yönü verilmiş ve bileşenlerini
bulmamız istenmiştir.
(a) 𝐷 vektörü ile pozitif 𝑥 ekseni arasındaki açı α ile gösterilmiştir.
Ancak burada açı negatif 𝑦 eksenine doğru ölçülmüştür.
Bundan dolayı, α = −45𝑜
olmalıdır.
19
Çözüm – (a şıkkı)
𝐷𝑥 = 𝐷𝑐𝑜𝑠θ = 3.00𝑚 cos(−45𝑜
) = +2.1𝑚
𝐷𝑦 = 𝐷𝑠𝑖𝑛θ = 3.00𝑚 sin( −45𝑜
) = −2.1𝑚
Şekilde görüldüğü gibi vektörün 𝑥 bileşeni artı 𝑦 bileşeni eksi değerler
almaktadır.
20
Çözüm – (b şıkkı)
(b) Şekil 1.19b’de 𝑥 ekseni yatay olarak verilmemiştir. 𝑦 ekseni de
dikey değildir. Bunun önemi yoktur; 𝑥 ve 𝑦 eksenleri herhangi bir
şekilde konumlandırılmış olabilir, iki eksenin birbirlerine dik açılı
olması yeterlidir. Burada β açısı 𝐸 vektörünün pozitif 𝑦 ekseni ile
yaptığı açıdır, pozitif 𝑥 ekseni ile yapmadığına dikkat edin !
21
Çözüm – (b şıkkı)
22
𝐸𝑥 = 𝐸𝑠𝑖𝑛β = 4.50𝑚 𝑠𝑖𝑛 37𝑜
= +2.71𝑚
𝐸𝑦 = 𝐸𝑐𝑜𝑠β = 4.50𝑚 cos 37𝑜
= +3.59𝑚
sonuçları bulunur.
Bileşenleri Kullanarak Vektör Hesabı Yapmak
1. Bir vektörün büyüklüğü ve yönünün bileşenlerinden bulunması
Bir vektör, büyüklüğü ve yönü veya 𝑥 ve 𝑦 bileşenleri verildiğinde tam
olarak tanımlanabilir. Aynı şekilde, bileşenleri biliyorsak o vektörün
büyüklüğünü ve yönünü de bulabiliriz. Şekil 1.17b’ye Pisagor teoremi
uygulandığında Ԧ
𝐴 vektörünün büyüklüğü şöyledir;
𝐴 = (𝐴𝑥)2+(𝐴𝑦)2
23
Şekil 1.17
Her zaman pozitif kökü aldığımızı
unutmayalım. θ açısı pozitif 𝑥 ekseninden
ölçülüyorsa ve değeri pozitif 𝑦 eksenine
doğru dönüyorsa (Şekil 1.17b’deki gibi);
𝑡𝑎𝑛θ =
𝐴𝑦
𝐴𝑥
θ = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛
𝐴𝑦
𝐴𝑥
Örnek – 1.20
Şekil 1.20’de olduğu gibi 𝐴𝑥 = 2m ve
𝐴𝑦 = −2𝑚 olduğunu varsayalım.
𝑡𝑎𝑛θ = −1 bulunur. Ancak hem 135𝑜
hem 315𝑜
(veya −45𝑜
) için tanjant
değerleri −1′
e eşittir. Hangi seçimin
doğru olduğunu bulmak için
bileşenlerine bakmalıyız. Burada 𝐴𝑥
pozitif 𝐴𝑦 negatif değerler aldığı için
seçeceğimiz açı dördüncü çeyrekte
olmalıdır. Bu nedenle θ = 315𝑜
(veya
−45𝑜
) doğru sonuçtur. Eğer 𝐴𝑥 =
− 2m ve 𝐴𝑦 = 2𝑚 olsaydı o zaman
doğru açı 135𝑜
olacaktı.
24
Bileşenleri Kullanarak Vektör Hesabı Yapmak
2. Bir vektörün bir skalerle çarpılması
Ԧ
𝐴 vektörünü 𝑐 skaleri ile çarptığımızda, 𝐷 = 𝑐 Ԧ
𝐴 eşitliğinin her bir
bileşeni, Ԧ
𝐴 nın her bileşeninin 𝑐 değeri ile çarpımıdır.
𝐷𝑥 = 𝑐𝐴𝑥 𝐷𝑦 = 𝑐𝐴𝑦 (𝐷 = 𝑐 Ԧ
𝐴 ’nın bileşenleri)
• Örneğin 2 Ԧ
𝐴 vektörünün her bileşeninin, Ԧ
𝐴 vektörünün bağlantılı
bileşenlerinin de iki katı olduğunu söylemektedir. Demek ki, 2 Ԧ
𝐴,
Ԧ
𝐴 ile aynı yönde ancak onun iki katı büyüklüğündedir.
25
Bileşenleri Kullanarak Vektör Hesabı Yapmak
3. Bileşenleri kullanarak iki veya daha fazla vektörün toplamının
bulunması
26
Şekil 1.21 Ԧ
𝐴 ve 𝐵 olarak iki vektörü ve
bunların vektörel toplamları olan
üçüncü bir 𝑅 vektörünü her üç vektörün
𝑥 ve 𝑦 bileşenleriyle birlikte
göstermektedir. Şemadan
görülebileceği gibi vektör toplamının 𝑥
bileşeni olan 𝑅𝑥 toplanan ilk iki
vektörün 𝑥 bileşenlerinin toplamı olan
(𝐴𝑥 + 𝐵𝑥) ifadesi olarak verilmektedir.
𝑅𝑥=𝐴𝑥 + 𝐵𝑥 𝑅𝑦=𝐴𝑦 + 𝐵𝑦
(𝑅 = Ԧ
𝐴 + 𝐵 nin bileşenleri)
Birim Vektör – I
• Bir birim vektör büyüklüğü 1 olan birimsiz bir
vektördür; sadece uzayda bir yönü tanımlamak
için kullanılırlar. Vektörlerin bileşenleri birim
vektörler cinsinden rahatça ifade edilebilir.
Birim vektörleri, büyüklükleri 1’e eşit olabilen
veya olmayan diğer vektörlerden ayırt
edebilmek için üzerlerinde «şapka» (^)
notasyonunu kullanacağız.
27
Birim Vektör – II
• Herhangi bir 𝑥𝑦 koordinat
sisteminde birim vektör ෡
𝒊
pozitif 𝑥 yönünü, birim
vektör ෡
𝒋 pozitif 𝑦 yönüne
işaret eden vektör olarak
tanımlanabilir (Şekil 1.23a).
𝐴𝑥 = 𝐴𝑥
෡
𝒊 𝐴𝑦 = 𝐴𝑦
෡
𝒋
• A vektörü bileşenleri
cinsinden;
Ԧ
𝐴 = 𝐴𝑥
෡
𝒊 + 𝐴𝑦
෡
𝒋
28
Birim Vektör – III
• Vektörler bir 𝑥𝑦 düzleminde bulunmadığı
durumda üçüncü bir bileşen gerekecektir.
Bunun için pozitif 𝑧 ekseni doğrultusunda
yer alan ve ෡
𝒌 ile tanımlanan üçüncü bir
vektör kullanırız (Şekil 1.24). Bu durumda
• Ԧ
𝐴 = 𝐴𝑥
෡
𝒊 + 𝐴𝑦
෡
𝒋 + 𝐴𝑧
෡
𝒌
• 𝐵 = 𝐵𝑥
෡
𝒊 + 𝐵𝑦
෡
𝒋 + 𝐵𝑧
෡
𝒌
𝑅 = (𝐴𝑥+𝐵𝑥)෡
𝒊 + (𝐴𝑦+𝐵𝑦)෡
𝒋 + (𝐴𝑧+𝐵𝑧)෡
𝒌
= 𝑅𝑥
෡
𝒊 + 𝑅𝑦
෡
𝒋 + 𝑅𝑧
෡
𝒌
29
Şekil 1.24
Vektörlerin Çarpımı
• Skaler Çarpım
Ԧ
𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin skaler çarpımı, Ԧ
𝐴. 𝐵 olarak
belirtilir. Ԧ
𝐴 ve 𝐵 her ne kadar birer vektör olsalar da
Ԧ
𝐴. 𝐵 skaler bir büyüklüktür. Ԧ
𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin
skaler çarpımı olan Ԧ
𝐴. 𝐵 yi tanımlamak için
kuyrukları aynı noktadan başlayan iki vektör çizeriz
(Şekil 1.25a). Yönleri arasındaki φ açısı 0𝑜
ile 180𝑜
arasında değişebilir. Şekil 1.25b, 𝐵 vektörünün Ԧ
𝐴
vektörünün yönü üzerindeki izdüşümüdür. Bu
izdüşümü 𝐵 nin Ԧ
𝐴 yönündeki bileşenidir ve bu
bileşenin büyüklüğü 𝐵𝑐𝑜𝑠φ değerine eşittir.
Skaler çarpım denklem olarak;
Ԧ
𝐴. 𝐵 = 𝐴𝐵𝑐𝑜𝑠φ= Ԧ
𝐴 𝐵 𝑐𝑜𝑠φ
ile ifade edilir. 30
Skaler Çarpım (devam)
• Skaler çarpım skaler bir büyüklüktür. Vektörel
bir büyüklük değildir ve pozitif, negatif veya sıfır
olabilir. Φ açısı 0𝑜
ile 90𝑜
arasında olduğunda
(𝑐𝑜𝑠φ > 0) skaler çarpım pozitiftir. (Şekil 1.26a)
Φ açısı 90𝑜
ile 180𝑜
arasında olduğu durumda
ise (𝑐𝑜𝑠φ < 0) ve Ԧ
𝐴 nın 𝐵 yönündeki bileşeni
negatiftir; bu nedenle Ԧ
𝐴. 𝐵 de negatif değer alır
(Şekil 1.26b).
• Φ = 90𝑜
için Ԧ
𝐴. 𝐵 = 0 dır (Şekil 1.26c).
Birbirine dik vektörlerin çarpımı her zaman
sıfırdır. Herhangi Ԧ
𝐴 ve 𝐵 vektörü için skaler
çarpımda vektörlerin yerlerinin değişmesi
sonucu değiştirmez, skaler çarpım daima
komütatiftir.
31
Bileşenler Kullanılarak Skaler Çarpım Hesabı – I
• Ԧ
𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin 𝑥, 𝑦, 𝑧 bileşenleri biliniyorsa Ԧ
𝐴. 𝐵
skaler çarpımı doğrudan hesaplanabilir. Bu işlemin
nasıl yapıldığına gelmeden önce birim vektörlerin skaler
çarpımlarını hesaplayalım. ෡
𝒊 , ෡
𝒋 , ෡
𝒌 büyüklükleri 1’dir ve
hepsi birbirlerine diktirler.
෡
𝒊 . ෡
𝒊 = ෡
𝒋 . ෡
𝒋 = ෡
𝒌. ෡
𝒌 = 1 1 𝑐𝑜𝑠0𝑜
= 1
෡
𝒊 . ෡
𝒋 = ෡
𝒊 . ෡
𝒌 = ෡
𝒋 . ෡
𝒌 = 1 1 𝑐𝑜𝑠90𝑜
= 0
32
Bileşenler Kullanılarak Skaler Çarpım Hesabı – II
• Şimdi Ԧ
𝐴 ve 𝐵 vektörlerini bileşenleri cinsinden ifade edelim,
çarpımı birim vektörlerin çarpımı cinsinden açalım.
• Ԧ
𝐴. 𝐵 = 𝐴𝑥
෡
𝒊 + 𝐴𝑦
෡
𝒋 + 𝐴𝑧
෡
𝒌 . 𝐵𝑥
෡
𝒊 + 𝐵𝑦
෡
𝒋 + 𝐵𝑧
෡
𝒌
= 𝐴𝑥
෡
𝒊 . 𝐵𝑥
෡
𝒊 + 𝐴𝑥
෡
𝒊 . 𝐵𝑦
෡
𝒋 + 𝐴𝑥
෡
𝒊 . 𝐵𝑧
෡
𝒌
+𝐴𝑦
෡
𝒋 . 𝐵𝑥
෡
𝒊 + 𝐴𝑦
෡
𝒋 . 𝐵𝑦
෡
𝒋 + 𝐴𝑦
෡
𝒋 . 𝐵𝑧
෡
𝒌
+𝐴𝑧
෡
𝒌. 𝐵𝑥
෡
𝒊 + 𝐴𝑧
෡
𝒌. 𝐵𝑦
෡
𝒋 + 𝐴𝑧
෡
𝒌. 𝐵𝑧
෡
𝒌
=𝐴𝑥𝐵𝑥
෡
𝒊 . ෡
𝒊 + 𝐴𝑥𝐵𝑦
෡
𝒊 . ෡
𝒋 + 𝐴𝑥𝐵𝑧
෡
𝒊 . ෡
𝒌
+𝐴𝑦𝐵𝑥
෡
𝒋 . ෡
𝒊 + 𝐴𝑦𝐵𝑦
෡
𝒋 . ෡
𝒋 + 𝐴𝑦𝐵𝑧
෡
𝒋. ෡
𝒌
+𝐴𝑧𝐵𝑥
෡
𝒌. ෡
𝒊 + 𝐴𝑧𝐵𝑦
෡
𝒌. ෡
𝒋 + 𝐴𝑧𝐵𝑧
෡
𝒌. ෡
𝒌
33
Bileşenler Kullanılarak Skaler Çarpım Hesabı – III
෡
𝒊 . ෡
𝒊 = ෡
𝒋 . ෡
𝒋 = ෡
𝒌. ෡
𝒌 = 1 1 𝑐𝑜𝑠0𝑜
= 1
෡
𝒊 . ෡
𝒋 = ෡
𝒊 . ෡
𝒌 = ෡
𝒋 . ෡
𝒌 = 1 1 𝑐𝑜𝑠90𝑜
= 0
• İfadelerinden hareket ederek Bu dokuz ifadeden altısının sıfır
olduğu kolayca görülebilir geriye kalan üçü ise basitçe aşağıdaki
sonucu verir;
Ԧ
𝐴. 𝐵 = 𝐴𝑥𝐵𝑥 + 𝐴𝑦𝐵𝑦 + 𝐴𝑧𝐵𝑧 (Bileşenler cinsinden skaler çarpım)
Buradan çıkan sonuç; iki vektörün skaler çarpımı;
karşılıklı bileşenlerin çarpımlarının toplamıdır.
34
Vektörel Çarpım – I
• Ԧ
𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin vektörel
çarpımı Ԧ
𝐴 × 𝐵 şeklinde
gösterilir. Adından anlaşılacağı
üzere vektörel çarpımın kendisi
bir vektördür. Ԧ
𝐴 ve 𝐵
vektörlerinin Ԧ
𝐴 × 𝐵 vektörel
çarpımını tanımlamak için yine
kuyrukları aynı noktadan
başlayan iki vektör çizeceğiz
(Şekil 1.29a). Bu iki vektör aynı
düzlem içindedir.
35
Vektörel Çarpım – II
Vektörel çarpımı, vektörlerin düzlemine dik olarak gelen
(yani Ԧ
𝐴 ve 𝐵 nin ikisine de dik) bir vektör büyüklüğü olarak
düşünelim ve büyüklüğü 𝐴𝐵𝑠𝑖𝑛Φ olsun.
𝑪 = 𝑨 × 𝑩 ise; 𝑪 = 𝑨𝑩𝒔𝒊𝒏𝜱 olmaktadır.
( Ԧ
𝐴 ve 𝐵 nin vektörel çarpımının büyüklüğü)
Burada Φ açısını Ԧ
𝐴 dan 𝐵 ye doğru ölçüyoruz; ancak iki
muhtemel açıdan küçük olmasına dikkat ediyoruz, yani Φ
açısı 0𝑜
ile 180𝑜
arasında değişecektir. Ԧ
𝐴 ve 𝐵 birbirlerine
paralel olduklarında Φ = 0𝑜
veya 180𝑜
ve Ԧ
𝐶 = 0 olacaktır.
Yani birbirlerine paralel veya antiparalel vektörlerin
vektörel çarpımı daima sıfırdır. 36
Vektörel Çarpım – III
Bir düzleme dik olarak gelen iki zıt yön
vardır, bu yönler düzlemin alt ve üst
yüzeylerine yöneliktir. Ԧ
𝐴 × 𝐵 çarpımında
düzleme gelen dik yönü şöyle seçeriz; Ԧ
𝐴 yı
düzleme dik bir eksen olacak şekilde 𝐵 ile
aynı hizaya gelene kadar çevirdiğimizi
düşünelim. Bunu yaparken Ԧ
𝐴 ile 𝐵 arasındaki
iki açıdan küçüğünü alırız. Sağ elimizin
parmak uçları dönme yönünü gösterecek
şekilde, dik doğrultuyu sağ el
parmaklarımızın içine alırız. Bu durumda
kalkık başparmağımız Ԧ
𝐴 × 𝐵 yönünü
gösterecektir. Şekil 1.29 sağ el kuralını
gösteriyor.
37
Vektörel Çarpım – IV
Benzer şekilde, 𝐵 × Ԧ
𝐴 nın
yönünü 𝐵 yi Şekil 1.29b’de
olduğu Ԧ
𝐴 nın üzerine çevirerek
elde ederiz. Neticede Ԧ
𝐴 × 𝐵
vektörüne zıt bir vektör ortaya
çıkar. Herhangi iki Ԧ
𝐴 ve 𝐵
vektörü için;
Ԧ
𝐴 × 𝐵 = −𝐵 × Ԧ
𝐴
eşitliği geçerlidir.
38
Vektörel Çarpım – V
Şekil 1.30a’da görüldüğü gibi
𝐵𝑠𝑖𝑛Φ, 𝐵 vektörünün
bileşenidir ve Ԧ
𝐴 vektörünün
yönüne dik açılıdır. Şekil 1.30b,
Ԧ
𝐴 × 𝐵 büyüklüğünün aynı
zamanda 𝐵 büyüklüğü ile Ԧ
𝐴 nın
Ԧ
𝐴 ya dik gelen bileşeninin
çarpımına eşit olduğunu
gösterir.
39
Bileşenleri Kullanarak Vektörel Çarpım Hesabı
40
Bileşenleri Kullanarak Vektörel Çarpım Hesabı
41
Bileşenleri Kullanarak Vektörel Çarpım Hesabı
42
43
44
Referans
45
Young ve Freedman, “Sears ve Zemansky’nin
Üniversite Fiziği”, Cilt 1 – 2, Pearson yayınevi,
12.Baskı

More Related Content

Featured

Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTExpeed Software
 
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsPixeldarts
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthThinkNow
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfmarketingartwork
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024Neil Kimberley
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)contently
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024Albert Qian
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsKurio // The Social Media Age(ncy)
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Search Engine Journal
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summarySpeakerHub
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Tessa Mero
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentLily Ray
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best PracticesVit Horky
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementMindGenius
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...RachelPearson36
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Applitools
 

Featured (20)

Everything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPTEverything You Need To Know About ChatGPT
Everything You Need To Know About ChatGPT
 
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage EngineeringsProduct Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
Product Design Trends in 2024 | Teenage Engineerings
 
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental HealthHow Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
How Race, Age and Gender Shape Attitudes Towards Mental Health
 
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdfAI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
AI Trends in Creative Operations 2024 by Artwork Flow.pdf
 
Skeleton Culture Code
Skeleton Culture CodeSkeleton Culture Code
Skeleton Culture Code
 
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
PEPSICO Presentation to CAGNY Conference Feb 2024
 
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
Content Methodology: A Best Practices Report (Webinar)
 
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
How to Prepare For a Successful Job Search for 2024
 
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie InsightsSocial Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
Social Media Marketing Trends 2024 // The Global Indie Insights
 
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
Trends In Paid Search: Navigating The Digital Landscape In 2024
 
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
5 Public speaking tips from TED - Visualized summary
 
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
ChatGPT and the Future of Work - Clark Boyd
 
Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next Getting into the tech field. what next
Getting into the tech field. what next
 
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search IntentGoogle's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
Google's Just Not That Into You: Understanding Core Updates & Search Intent
 
How to have difficult conversations
How to have difficult conversations How to have difficult conversations
How to have difficult conversations
 
Introduction to Data Science
Introduction to Data ScienceIntroduction to Data Science
Introduction to Data Science
 
Time Management & Productivity - Best Practices
Time Management & Productivity -  Best PracticesTime Management & Productivity -  Best Practices
Time Management & Productivity - Best Practices
 
The six step guide to practical project management
The six step guide to practical project managementThe six step guide to practical project management
The six step guide to practical project management
 
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
Beginners Guide to TikTok for Search - Rachel Pearson - We are Tilt __ Bright...
 
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
Unlocking the Power of ChatGPT and AI in Testing - A Real-World Look, present...
 

Fizik_Ders_Notu_3.pdf

  • 2. Vektörler ve Vektörel Toplam - I • Zaman, sıcaklık, kütle ve yoğunluk gibi bazı fiziksel nicelikler birimi olan tek bir sayı ile tam olarak tanımlanabilir. Ancak fizikte birçok önemli nicelik ayrıca belirli bir yöne sahiptir ve bu nedenle sadece bir sayı ile tanımlanamaz. Buna vereceğimiz basit bir örnek uçağın hareketidir. Bu hareketi tam olarak tanımlamak için sadece uçağın hızını bilmek yeterli olmaz. Gittiği yönü de bilmek durumundayız. 2
  • 3. • Uçak Chicago’dan New York’a gitmek için güneye değil doğuya doğru uçmalıdır. Uçağın hızı ile gittiği yönü bir arada belirleyen niceliğe «hız vektörü» denir. • Bir fiziksel büyüklük tek bir sayı ile tanımlandığında ona skaler nicelik adını veririz. Bunun tersine, bir vektörel nicelik hem ne kadar veya ne derecede büyük olduğunu belirleyen bir büyüklük hem de uzayda belirli bir yön özelliğine sahiptir. 3 Vektörler ve Vektörel Toplam - II
  • 4. • Skaler niceliklerle yapılan hesaplarda normal aritmetik kuralları geçerlidir. Örneğin 6𝑘𝑔 + 3 𝑘𝑔 = 9 𝑘𝑔 veya 4 × 2 𝑠 = 8 𝑠 gibi • Ancak vektörlerin toplanması farklı bir işlem biçimi gerektirir. 4 Vektörler ve Vektörel Toplam - III
  • 5. • Yerdeğiştirme bir noktanın konumunun değişmesidir. Burada nokta deyince bir parçacık ya da küçük bir cismi anlıyoruz. • Şekil 1.9a’da 𝑃1noktasından 𝑃2 noktasına konum değişikliğini 𝑃1’den 𝑃2’ye doğru çizilmiş ve okun ucu 𝑃2’de olan bir çizgi ile gösteriyoruz. 5 Vektörler ve Vektörel Toplam - IV Şekil 1.9
  • 6. Vektörel Toplama • Şekil 1.11a’da görüldüğü gibi, noktasal bir parçacığın Ԧ 𝐴 yerdeğiştirmesinden sonra ikinci bir 𝐵 yerdeğiştirmesi yaptığını düşünelim. Şekilde gösterildiği gibi sonuçta bu parçacık sanki ilk noktadan başlayan tek bir Ԧ 𝐶 yerdeğiştirmesi yapmıştır. 6
  • 7. Vektörel Toplam • Ԧ 𝐶 ile gösterilen yerdeğiştirmeye Ԧ 𝐴 ve 𝐵 yerdeğiştirmelerinin vektörel toplamı veya bileşkesi denir. Bu ilişkiyi sembolik olarak aşağıdaki gibi ifade ederiz. Ԧ 𝐶 = Ԧ 𝐴 + 𝐵 7
  • 8. • Sadece Ԧ 𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin birbiriyle paralel oldukları durumda (Şekil 1.12a) Ԧ 𝐶 = Ԧ 𝐴 + 𝐵 nin büyüklüğü Ԧ 𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin büyüklüklerinin toplamına eşit olur. Bunun tersine, vektörler anti-paralel durumda ise (Şekil 1.12b) Ԧ 𝐶 nin büyüklüğü Ԧ 𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin büyüklüklerinin farkına eşittir. 8 Vektörel Toplam
  • 9. Vektörel Toplam • İkiden fazla vektörü toplamamız gerektiğinde, ilk olarak herhangi ikisinin vektör toplamı bulunur, buna vektörel olarak üçüncünün değeri eklenir ve toplama bu şekilde devam ettirilir. Şekil 1.13a’da Ԧ 𝐴, 𝐵 ve Ԧ 𝐶 vektörleri görülmektedir. Şekil 1.13b’de bu vektörlerin toplanması anlatılıyor. 9
  • 10. Örnek - Vektörel Toplama • Dağda kayak yapan bir kişi düz bir kayak pistinde kuzeye doğru 1.00 km gittikten sonra doğuya dönüp bu yönde 2.00 km gitmiştir. İlk hareket noktasından ne kadar uzakta ve hangi yöndedir? 10
  • 11. Çözüm: • Şekil 1.16 kayakçının yaptığı yerdeğiştirmenin bir şemasıdır. Başlangıç noktasından olan yönü φ açısı ile gösteriyoruz. Şemadaki vektörler bir dik üçgen oluşturmaktadır. Başlangıç ve sonuç noktalarının uzunluğu bu üçgenin hipotenüsüdür. • Pisagor teoremi kullanılarak, (1.00 𝑘𝑚)2+(2.00 𝑘𝑚)2= 2.24 𝑘𝑚 φ açısının değerini bulmak için ; 𝑡𝑎𝑛φ= 𝑘𝑎𝑟ş𝚤 𝑘𝑒𝑛𝑎𝑟 𝑘𝑜𝑚ş𝑢 𝑘𝑒𝑛𝑎𝑟 = 2.00 𝑘𝑚 1.00 𝑘𝑚 = 63.4𝑜 11
  • 12. Vektörlerin Bileşenleri – I • Bir Ԧ 𝐴 vektörünün bileşenlerinin ne olduğunu tanımlamak için Kartezyen (dik açılı) koordinat sistemi ile çalışmaya başlarız (Şekil 1.17a). Bundan sonra Ԧ 𝐴 vektörünün alt ucunu O noktasına yani eksenlerin birleşme noktasına yerleştiririz. Böylece 𝑥𝑦 −düzleminde yer alan her vektörü, 𝑥 eksenine paralel bir vektör ile 𝑦 eksenine paralel bir vektörün toplamı olarak gösterebiliriz. 12 Şekil 1.17
  • 13. Vektörlerin Bileşenleri – II • Şekil 1.17a’da gösterildiği gibi iki vektör 𝐴𝑥 ve 𝐴𝑦 olarak tanımlanır. Bunlara Ԧ 𝐴 vektörünün bileşen vektörleri denir. Bunların vektörel toplamı Ԧ 𝐴 vektörüne eşittir. Sembolik olarak şöyle ifade edilir: Ԧ 𝐴 = 𝐴𝑥 + 𝐴𝑦 13 Şekil 1.17
  • 14. Vektörlerin Bileşenleri – III • Ԧ 𝐴 vektörünün büyüklüğü ve yönü bilinirse Ԧ 𝐴 nın bileşenlerini hesaplayabiliriz. Bir vektörün yönü, herhangi bir referans yönüyle yaptığı açı olarak tanımlanır. Şekil 1.17b’de bu referans yönü olarak pozitif 𝑥 ekseni alınmıştır. 14 Şekil 1.17
  • 15. Vektörlerin Bileşenleri – IV • Ԧ 𝐴 vektörü ile pozitif 𝑥 ekseni arasındaki açı θ ile gösterilir. Ԧ 𝐴 vektörünün önce pozitif 𝑥 ekseninde bulunduğunu ve daha sonra Şekil 1.17b’de θ açısı üzerindeki okla gösterildiği yönde döndürüldüğünü düşünelim. Eğer Şekil 1.17b’de gösterildiği gibi bu dönme pozitif 𝑥 ekseninden pozitif 𝑦 eksenine doğruysa θ açısı artı değerler taşıyacaktır. Eğer dönme pozitif 𝑥 ekseninden negatif 𝑦 eksenine doğruysa θ açısının değeri eksidir. 15 Şekil 1.17
  • 16. Vektörlerin Bileşenleri – V • θ açısı bu biçimde tanımlandığında trigonometrik fonksiyonların tanımından şu şekilde ifade edilir: 𝐴𝑥 𝐴 = 𝑐𝑜𝑠θ 𝐴𝑦 𝐴 = 𝑠𝑖𝑛θ 𝐴𝑥 = 𝐴𝑐𝑜𝑠θ 𝐴𝑦 = 𝐴𝑠𝑖𝑛θ (θ açısı pozitif 𝑥 ekseninden ölçülmekte ve pozitif 𝑦 eksenine doğru dönmektedir.) 16 Şekil 1.17
  • 17. • Şekil 1.18’de gösterilen 𝐵𝑥 bileşeni yönü pozitif 𝑥 eksenine ters yönde olduğundan eksi değerler taşır. İkinci çeyrekte olan bir açının kosinüsü eksidir. 𝐵𝑦 nin değeri ise artıdır (ikinci çeyrekte olan açılar için sinüs değeri artıdır). Şekil 1.18b’de gösterildiği gibi, üçüncü çeyrekte hem 𝐶𝑥 hem 𝐶𝑦 eksi değerler almaktadır, bu alanda 𝑐𝑜𝑠θ ve 𝑠𝑖𝑛θ da eksi değerlidir. 17 Vektörlerin Bileşenleri – VI
  • 18. Örnek – Bileşenlerin Bulunması (a) Şekil 1.19a’da gösterilen vektörün 𝑥 ve 𝑦 bileşenleri nelerdir? Vektörün büyüklüğü 𝐷 = 3.00 𝑚 ve açısı θ = 45𝑜 ile verilmiştir. (b) Şekil 1.19b’deki vektörün 𝑥 ve 𝑦 bileşenleri nelerdir? Vektörün büyüklüğü E = 4.50 𝑚 ve açısı β = 37𝑜 ile verilmiştir. 18
  • 19. Çözüm (a şıkkı) • Her iki soruda vektörün büyüklüğü ve yönü verilmiş ve bileşenlerini bulmamız istenmiştir. (a) 𝐷 vektörü ile pozitif 𝑥 ekseni arasındaki açı α ile gösterilmiştir. Ancak burada açı negatif 𝑦 eksenine doğru ölçülmüştür. Bundan dolayı, α = −45𝑜 olmalıdır. 19
  • 20. Çözüm – (a şıkkı) 𝐷𝑥 = 𝐷𝑐𝑜𝑠θ = 3.00𝑚 cos(−45𝑜 ) = +2.1𝑚 𝐷𝑦 = 𝐷𝑠𝑖𝑛θ = 3.00𝑚 sin( −45𝑜 ) = −2.1𝑚 Şekilde görüldüğü gibi vektörün 𝑥 bileşeni artı 𝑦 bileşeni eksi değerler almaktadır. 20
  • 21. Çözüm – (b şıkkı) (b) Şekil 1.19b’de 𝑥 ekseni yatay olarak verilmemiştir. 𝑦 ekseni de dikey değildir. Bunun önemi yoktur; 𝑥 ve 𝑦 eksenleri herhangi bir şekilde konumlandırılmış olabilir, iki eksenin birbirlerine dik açılı olması yeterlidir. Burada β açısı 𝐸 vektörünün pozitif 𝑦 ekseni ile yaptığı açıdır, pozitif 𝑥 ekseni ile yapmadığına dikkat edin ! 21
  • 22. Çözüm – (b şıkkı) 22 𝐸𝑥 = 𝐸𝑠𝑖𝑛β = 4.50𝑚 𝑠𝑖𝑛 37𝑜 = +2.71𝑚 𝐸𝑦 = 𝐸𝑐𝑜𝑠β = 4.50𝑚 cos 37𝑜 = +3.59𝑚 sonuçları bulunur.
  • 23. Bileşenleri Kullanarak Vektör Hesabı Yapmak 1. Bir vektörün büyüklüğü ve yönünün bileşenlerinden bulunması Bir vektör, büyüklüğü ve yönü veya 𝑥 ve 𝑦 bileşenleri verildiğinde tam olarak tanımlanabilir. Aynı şekilde, bileşenleri biliyorsak o vektörün büyüklüğünü ve yönünü de bulabiliriz. Şekil 1.17b’ye Pisagor teoremi uygulandığında Ԧ 𝐴 vektörünün büyüklüğü şöyledir; 𝐴 = (𝐴𝑥)2+(𝐴𝑦)2 23 Şekil 1.17 Her zaman pozitif kökü aldığımızı unutmayalım. θ açısı pozitif 𝑥 ekseninden ölçülüyorsa ve değeri pozitif 𝑦 eksenine doğru dönüyorsa (Şekil 1.17b’deki gibi); 𝑡𝑎𝑛θ = 𝐴𝑦 𝐴𝑥 θ = 𝑎𝑟𝑐𝑡𝑎𝑛 𝐴𝑦 𝐴𝑥
  • 24. Örnek – 1.20 Şekil 1.20’de olduğu gibi 𝐴𝑥 = 2m ve 𝐴𝑦 = −2𝑚 olduğunu varsayalım. 𝑡𝑎𝑛θ = −1 bulunur. Ancak hem 135𝑜 hem 315𝑜 (veya −45𝑜 ) için tanjant değerleri −1′ e eşittir. Hangi seçimin doğru olduğunu bulmak için bileşenlerine bakmalıyız. Burada 𝐴𝑥 pozitif 𝐴𝑦 negatif değerler aldığı için seçeceğimiz açı dördüncü çeyrekte olmalıdır. Bu nedenle θ = 315𝑜 (veya −45𝑜 ) doğru sonuçtur. Eğer 𝐴𝑥 = − 2m ve 𝐴𝑦 = 2𝑚 olsaydı o zaman doğru açı 135𝑜 olacaktı. 24
  • 25. Bileşenleri Kullanarak Vektör Hesabı Yapmak 2. Bir vektörün bir skalerle çarpılması Ԧ 𝐴 vektörünü 𝑐 skaleri ile çarptığımızda, 𝐷 = 𝑐 Ԧ 𝐴 eşitliğinin her bir bileşeni, Ԧ 𝐴 nın her bileşeninin 𝑐 değeri ile çarpımıdır. 𝐷𝑥 = 𝑐𝐴𝑥 𝐷𝑦 = 𝑐𝐴𝑦 (𝐷 = 𝑐 Ԧ 𝐴 ’nın bileşenleri) • Örneğin 2 Ԧ 𝐴 vektörünün her bileşeninin, Ԧ 𝐴 vektörünün bağlantılı bileşenlerinin de iki katı olduğunu söylemektedir. Demek ki, 2 Ԧ 𝐴, Ԧ 𝐴 ile aynı yönde ancak onun iki katı büyüklüğündedir. 25
  • 26. Bileşenleri Kullanarak Vektör Hesabı Yapmak 3. Bileşenleri kullanarak iki veya daha fazla vektörün toplamının bulunması 26 Şekil 1.21 Ԧ 𝐴 ve 𝐵 olarak iki vektörü ve bunların vektörel toplamları olan üçüncü bir 𝑅 vektörünü her üç vektörün 𝑥 ve 𝑦 bileşenleriyle birlikte göstermektedir. Şemadan görülebileceği gibi vektör toplamının 𝑥 bileşeni olan 𝑅𝑥 toplanan ilk iki vektörün 𝑥 bileşenlerinin toplamı olan (𝐴𝑥 + 𝐵𝑥) ifadesi olarak verilmektedir. 𝑅𝑥=𝐴𝑥 + 𝐵𝑥 𝑅𝑦=𝐴𝑦 + 𝐵𝑦 (𝑅 = Ԧ 𝐴 + 𝐵 nin bileşenleri)
  • 27. Birim Vektör – I • Bir birim vektör büyüklüğü 1 olan birimsiz bir vektördür; sadece uzayda bir yönü tanımlamak için kullanılırlar. Vektörlerin bileşenleri birim vektörler cinsinden rahatça ifade edilebilir. Birim vektörleri, büyüklükleri 1’e eşit olabilen veya olmayan diğer vektörlerden ayırt edebilmek için üzerlerinde «şapka» (^) notasyonunu kullanacağız. 27
  • 28. Birim Vektör – II • Herhangi bir 𝑥𝑦 koordinat sisteminde birim vektör ෡ 𝒊 pozitif 𝑥 yönünü, birim vektör ෡ 𝒋 pozitif 𝑦 yönüne işaret eden vektör olarak tanımlanabilir (Şekil 1.23a). 𝐴𝑥 = 𝐴𝑥 ෡ 𝒊 𝐴𝑦 = 𝐴𝑦 ෡ 𝒋 • A vektörü bileşenleri cinsinden; Ԧ 𝐴 = 𝐴𝑥 ෡ 𝒊 + 𝐴𝑦 ෡ 𝒋 28
  • 29. Birim Vektör – III • Vektörler bir 𝑥𝑦 düzleminde bulunmadığı durumda üçüncü bir bileşen gerekecektir. Bunun için pozitif 𝑧 ekseni doğrultusunda yer alan ve ෡ 𝒌 ile tanımlanan üçüncü bir vektör kullanırız (Şekil 1.24). Bu durumda • Ԧ 𝐴 = 𝐴𝑥 ෡ 𝒊 + 𝐴𝑦 ෡ 𝒋 + 𝐴𝑧 ෡ 𝒌 • 𝐵 = 𝐵𝑥 ෡ 𝒊 + 𝐵𝑦 ෡ 𝒋 + 𝐵𝑧 ෡ 𝒌 𝑅 = (𝐴𝑥+𝐵𝑥)෡ 𝒊 + (𝐴𝑦+𝐵𝑦)෡ 𝒋 + (𝐴𝑧+𝐵𝑧)෡ 𝒌 = 𝑅𝑥 ෡ 𝒊 + 𝑅𝑦 ෡ 𝒋 + 𝑅𝑧 ෡ 𝒌 29 Şekil 1.24
  • 30. Vektörlerin Çarpımı • Skaler Çarpım Ԧ 𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin skaler çarpımı, Ԧ 𝐴. 𝐵 olarak belirtilir. Ԧ 𝐴 ve 𝐵 her ne kadar birer vektör olsalar da Ԧ 𝐴. 𝐵 skaler bir büyüklüktür. Ԧ 𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin skaler çarpımı olan Ԧ 𝐴. 𝐵 yi tanımlamak için kuyrukları aynı noktadan başlayan iki vektör çizeriz (Şekil 1.25a). Yönleri arasındaki φ açısı 0𝑜 ile 180𝑜 arasında değişebilir. Şekil 1.25b, 𝐵 vektörünün Ԧ 𝐴 vektörünün yönü üzerindeki izdüşümüdür. Bu izdüşümü 𝐵 nin Ԧ 𝐴 yönündeki bileşenidir ve bu bileşenin büyüklüğü 𝐵𝑐𝑜𝑠φ değerine eşittir. Skaler çarpım denklem olarak; Ԧ 𝐴. 𝐵 = 𝐴𝐵𝑐𝑜𝑠φ= Ԧ 𝐴 𝐵 𝑐𝑜𝑠φ ile ifade edilir. 30
  • 31. Skaler Çarpım (devam) • Skaler çarpım skaler bir büyüklüktür. Vektörel bir büyüklük değildir ve pozitif, negatif veya sıfır olabilir. Φ açısı 0𝑜 ile 90𝑜 arasında olduğunda (𝑐𝑜𝑠φ > 0) skaler çarpım pozitiftir. (Şekil 1.26a) Φ açısı 90𝑜 ile 180𝑜 arasında olduğu durumda ise (𝑐𝑜𝑠φ < 0) ve Ԧ 𝐴 nın 𝐵 yönündeki bileşeni negatiftir; bu nedenle Ԧ 𝐴. 𝐵 de negatif değer alır (Şekil 1.26b). • Φ = 90𝑜 için Ԧ 𝐴. 𝐵 = 0 dır (Şekil 1.26c). Birbirine dik vektörlerin çarpımı her zaman sıfırdır. Herhangi Ԧ 𝐴 ve 𝐵 vektörü için skaler çarpımda vektörlerin yerlerinin değişmesi sonucu değiştirmez, skaler çarpım daima komütatiftir. 31
  • 32. Bileşenler Kullanılarak Skaler Çarpım Hesabı – I • Ԧ 𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin 𝑥, 𝑦, 𝑧 bileşenleri biliniyorsa Ԧ 𝐴. 𝐵 skaler çarpımı doğrudan hesaplanabilir. Bu işlemin nasıl yapıldığına gelmeden önce birim vektörlerin skaler çarpımlarını hesaplayalım. ෡ 𝒊 , ෡ 𝒋 , ෡ 𝒌 büyüklükleri 1’dir ve hepsi birbirlerine diktirler. ෡ 𝒊 . ෡ 𝒊 = ෡ 𝒋 . ෡ 𝒋 = ෡ 𝒌. ෡ 𝒌 = 1 1 𝑐𝑜𝑠0𝑜 = 1 ෡ 𝒊 . ෡ 𝒋 = ෡ 𝒊 . ෡ 𝒌 = ෡ 𝒋 . ෡ 𝒌 = 1 1 𝑐𝑜𝑠90𝑜 = 0 32
  • 33. Bileşenler Kullanılarak Skaler Çarpım Hesabı – II • Şimdi Ԧ 𝐴 ve 𝐵 vektörlerini bileşenleri cinsinden ifade edelim, çarpımı birim vektörlerin çarpımı cinsinden açalım. • Ԧ 𝐴. 𝐵 = 𝐴𝑥 ෡ 𝒊 + 𝐴𝑦 ෡ 𝒋 + 𝐴𝑧 ෡ 𝒌 . 𝐵𝑥 ෡ 𝒊 + 𝐵𝑦 ෡ 𝒋 + 𝐵𝑧 ෡ 𝒌 = 𝐴𝑥 ෡ 𝒊 . 𝐵𝑥 ෡ 𝒊 + 𝐴𝑥 ෡ 𝒊 . 𝐵𝑦 ෡ 𝒋 + 𝐴𝑥 ෡ 𝒊 . 𝐵𝑧 ෡ 𝒌 +𝐴𝑦 ෡ 𝒋 . 𝐵𝑥 ෡ 𝒊 + 𝐴𝑦 ෡ 𝒋 . 𝐵𝑦 ෡ 𝒋 + 𝐴𝑦 ෡ 𝒋 . 𝐵𝑧 ෡ 𝒌 +𝐴𝑧 ෡ 𝒌. 𝐵𝑥 ෡ 𝒊 + 𝐴𝑧 ෡ 𝒌. 𝐵𝑦 ෡ 𝒋 + 𝐴𝑧 ෡ 𝒌. 𝐵𝑧 ෡ 𝒌 =𝐴𝑥𝐵𝑥 ෡ 𝒊 . ෡ 𝒊 + 𝐴𝑥𝐵𝑦 ෡ 𝒊 . ෡ 𝒋 + 𝐴𝑥𝐵𝑧 ෡ 𝒊 . ෡ 𝒌 +𝐴𝑦𝐵𝑥 ෡ 𝒋 . ෡ 𝒊 + 𝐴𝑦𝐵𝑦 ෡ 𝒋 . ෡ 𝒋 + 𝐴𝑦𝐵𝑧 ෡ 𝒋. ෡ 𝒌 +𝐴𝑧𝐵𝑥 ෡ 𝒌. ෡ 𝒊 + 𝐴𝑧𝐵𝑦 ෡ 𝒌. ෡ 𝒋 + 𝐴𝑧𝐵𝑧 ෡ 𝒌. ෡ 𝒌 33
  • 34. Bileşenler Kullanılarak Skaler Çarpım Hesabı – III ෡ 𝒊 . ෡ 𝒊 = ෡ 𝒋 . ෡ 𝒋 = ෡ 𝒌. ෡ 𝒌 = 1 1 𝑐𝑜𝑠0𝑜 = 1 ෡ 𝒊 . ෡ 𝒋 = ෡ 𝒊 . ෡ 𝒌 = ෡ 𝒋 . ෡ 𝒌 = 1 1 𝑐𝑜𝑠90𝑜 = 0 • İfadelerinden hareket ederek Bu dokuz ifadeden altısının sıfır olduğu kolayca görülebilir geriye kalan üçü ise basitçe aşağıdaki sonucu verir; Ԧ 𝐴. 𝐵 = 𝐴𝑥𝐵𝑥 + 𝐴𝑦𝐵𝑦 + 𝐴𝑧𝐵𝑧 (Bileşenler cinsinden skaler çarpım) Buradan çıkan sonuç; iki vektörün skaler çarpımı; karşılıklı bileşenlerin çarpımlarının toplamıdır. 34
  • 35. Vektörel Çarpım – I • Ԧ 𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin vektörel çarpımı Ԧ 𝐴 × 𝐵 şeklinde gösterilir. Adından anlaşılacağı üzere vektörel çarpımın kendisi bir vektördür. Ԧ 𝐴 ve 𝐵 vektörlerinin Ԧ 𝐴 × 𝐵 vektörel çarpımını tanımlamak için yine kuyrukları aynı noktadan başlayan iki vektör çizeceğiz (Şekil 1.29a). Bu iki vektör aynı düzlem içindedir. 35
  • 36. Vektörel Çarpım – II Vektörel çarpımı, vektörlerin düzlemine dik olarak gelen (yani Ԧ 𝐴 ve 𝐵 nin ikisine de dik) bir vektör büyüklüğü olarak düşünelim ve büyüklüğü 𝐴𝐵𝑠𝑖𝑛Φ olsun. 𝑪 = 𝑨 × 𝑩 ise; 𝑪 = 𝑨𝑩𝒔𝒊𝒏𝜱 olmaktadır. ( Ԧ 𝐴 ve 𝐵 nin vektörel çarpımının büyüklüğü) Burada Φ açısını Ԧ 𝐴 dan 𝐵 ye doğru ölçüyoruz; ancak iki muhtemel açıdan küçük olmasına dikkat ediyoruz, yani Φ açısı 0𝑜 ile 180𝑜 arasında değişecektir. Ԧ 𝐴 ve 𝐵 birbirlerine paralel olduklarında Φ = 0𝑜 veya 180𝑜 ve Ԧ 𝐶 = 0 olacaktır. Yani birbirlerine paralel veya antiparalel vektörlerin vektörel çarpımı daima sıfırdır. 36
  • 37. Vektörel Çarpım – III Bir düzleme dik olarak gelen iki zıt yön vardır, bu yönler düzlemin alt ve üst yüzeylerine yöneliktir. Ԧ 𝐴 × 𝐵 çarpımında düzleme gelen dik yönü şöyle seçeriz; Ԧ 𝐴 yı düzleme dik bir eksen olacak şekilde 𝐵 ile aynı hizaya gelene kadar çevirdiğimizi düşünelim. Bunu yaparken Ԧ 𝐴 ile 𝐵 arasındaki iki açıdan küçüğünü alırız. Sağ elimizin parmak uçları dönme yönünü gösterecek şekilde, dik doğrultuyu sağ el parmaklarımızın içine alırız. Bu durumda kalkık başparmağımız Ԧ 𝐴 × 𝐵 yönünü gösterecektir. Şekil 1.29 sağ el kuralını gösteriyor. 37
  • 38. Vektörel Çarpım – IV Benzer şekilde, 𝐵 × Ԧ 𝐴 nın yönünü 𝐵 yi Şekil 1.29b’de olduğu Ԧ 𝐴 nın üzerine çevirerek elde ederiz. Neticede Ԧ 𝐴 × 𝐵 vektörüne zıt bir vektör ortaya çıkar. Herhangi iki Ԧ 𝐴 ve 𝐵 vektörü için; Ԧ 𝐴 × 𝐵 = −𝐵 × Ԧ 𝐴 eşitliği geçerlidir. 38
  • 39. Vektörel Çarpım – V Şekil 1.30a’da görüldüğü gibi 𝐵𝑠𝑖𝑛Φ, 𝐵 vektörünün bileşenidir ve Ԧ 𝐴 vektörünün yönüne dik açılıdır. Şekil 1.30b, Ԧ 𝐴 × 𝐵 büyüklüğünün aynı zamanda 𝐵 büyüklüğü ile Ԧ 𝐴 nın Ԧ 𝐴 ya dik gelen bileşeninin çarpımına eşit olduğunu gösterir. 39
  • 40. Bileşenleri Kullanarak Vektörel Çarpım Hesabı 40
  • 41. Bileşenleri Kullanarak Vektörel Çarpım Hesabı 41
  • 42. Bileşenleri Kullanarak Vektörel Çarpım Hesabı 42
  • 43. 43
  • 44. 44
  • 45. Referans 45 Young ve Freedman, “Sears ve Zemansky’nin Üniversite Fiziği”, Cilt 1 – 2, Pearson yayınevi, 12.Baskı