Hız ve Sürat Arasındaki Fark Nedir?

Süratin tanımı ve temel özellikleri

Sürat, bir cismin aldığı toplam yolun bu yolu almak için geçen zamana oranıdır. Yalnızca hareketin ne kadar hızlı gerçekleştiğini belirtir; hareket yönünü göstermez. Bu nedenle sürat skaler bir büyüklüktür. Skaler büyüklükler, yön bilgisine ihtiyaç duymadan yalnızca sayısal değerleriyle ifade edilir.

Süratin nasıl hesaplandığını anlamak için cismin başlangıçtan bitişe kadar izlediği yolun tamamı dikkate alınır. Cisim yön değiştirse veya başladığı noktaya geri dönse bile yürüdüğü, koştuğu ya da ilerlediği bütün parçalar toplanır. Toplam alınan yol zamana bölündüğünde ortalama sürat bulunur. Örneğin bir öğrenci 100 metre doğuya gidip 100 metre batıya dönerse toplam 200 metre yol almış olur. Bu hareket 40 saniye sürmüşse ortalama sürati 200 m / 40 s = 5 m/s olur. Öğrencinin başlangıç noktasına dönmesi bu sonucu değiştirmez; çünkü sürat hesabında alınan yol kullanılır.

Bir aracın yolculuk boyunca göstergesinde görülen değer, belirli bir andaki hareketin ne kadar hızlı olduğunu ifade eder; ancak aracın hangi yöne gittiğini tek başına söylemez. Bu yüzden sürat değeri 60 km/h gibi yönsüz yazılabilir.

Hızın tanımı ve temel özellikleri

Hız, bir cismin yer değiştirmesinin geçen zamana oranıdır. Yer değiştirme, cismin başlangıç konumundan son konumuna doğru yönlü konum farkıdır. Bu nedenle hız hem büyüklük hem de yön içerir ve vektörel bir büyüklüktür. Örneğin “5 m/s doğuya” ifadesi hızı tam olarak belirtirken yalnızca “5 m/s” demek yön bilgisini eksik bırakır.

Hızın hesaplanmasında cismin izlediği yolun bütün ayrıntıları değil, başlangıç ve bitiş konumları arasındaki net değişim dikkate alınır. Bir cisim karmaşık bir yol izlese bile başlangıçtan son noktaya çizilen yönlü konum farkı kullanılır. Örneğin bir yolcu uçak içinde 5 saniyede uçağın arka tarafına doğru 4 metre yer değiştirirse, seçilen ileri yön pozitif kabul edildiğinde ortalama hızı -4 m / 5 s = -0,8 m/s olur. Eksi işareti hızın geriye, yani seçilen pozitif yönün tersine olduğunu gösterir.

Bir cisim başladığı konuma geri dönerse toplam yer değiştirmesi sıfır olur. Bu durumda hareket boyunca yol alınmış olsa bile tüm hareket için ortalama hız sıfır çıkabilir. Hızın yönlü olması, aynı sayısal büyüklükteki iki hareketin farklı yönlerde gerçekleştiğinde farklı hızlar olarak değerlendirilmesini sağlar.

Alınan yol ile yer değiştirme arasındaki fark

Alınan yol, cismin hareket sırasında geçtiği güzergâhın toplam uzunluğudur ve yön içermez. Yer değiştirme ise başlangıç konumundan son konuma doğru olan en kısa yönlü konum farkıdır. Bu iki kavram, cisim yön değiştirdiğinde veya başladığı yere geri döndüğünde birbirinden ayrılır: Alınan yol büyümeye devam ederken yer değiştirme azalabilir ya da sıfır olabilir.

Örneğin bir koşucu pistte bir tur atıp başladığı noktaya dönerse aldığı yol pistin bir tur uzunluğuna eşittir. Buna karşılık başlangıç ve bitiş konumu aynı olduğu için yer değiştirmesi sıfırdır. Dolayısıyla bu koşucunun ortalama sürati sıfır değildir; toplam yolun zamana oranıyla bulunur. Fakat tüm tur için ortalama hızı sıfırdır; çünkü net yer değiştirme yoktur. Hız ve süratin farklı sonuçlar verebilmesinin temel nedeni budur.

Yön bilgisinin hıza etkisi

Sürat yalnızca hareketin büyüklüğünü gösterdiğinden doğu, batı, yukarı veya aşağı gibi yönler sürat değerinin parçası değildir. Hızda ise yön doğrudan tanımın içindedir. Bir doğru üzerindeki hareketlerde yönler işaretlerle gösterilebilir: Örneğin doğu pozitif seçilirse doğuya doğru 8 m/s hız +8 m/s, batıya doğru aynı büyüklükteki hareket ise -8 m/s olarak yazılır. Bu iki hareketin süratleri aynı, hızları ise yönleri farklı olduğu için aynı değildir.

Yön, hareketin birden fazla doğrultuda gerçekleştiği durumlarda da önem taşır. Bir teknenin suya göre hızı ile akarsuyun kıyıya göre hızı birleştiğinde teknenin kıyıya göre gerçek hareket yönü, bu hızların vektörel toplamıyla belirlenir. Tekne doğrudan karşı kıyıya yönelmiş olsa bile akıntı onu çapraz bir doğrultuda ilerletebilir. Bu durumda sürat hareketin toplam büyüklüğünü, hız ise hem bu büyüklüğü hem de kıyıya göre oluşan yönü ifade eder.

Hızın zaman içinde nasıl değiştiğini inceleyen ivme konusu, burada yalnızca hızın yön ve büyüklük taşımasıyla bağlantılı olarak anılır; ayrıntılı inceleme ayrı bir konudur. Hız ve sürat grafiklerinin ayrıntılı analizi de bu yazının kapsamı dışındadır.

Ortalama hız ile ortalama süratin karşılaştırılması

Ortalama sürat, toplam alınan yolun toplam zamana oranıdır. Ortalama hız ise toplam yer değiştirmenin toplam zamana oranıdır. Bu nedenle iki büyüklük hesaplanırken aynı zaman aralığı kullanılsa da biri güzergâhın tamamını, diğeri başlangıç ve bitiş konumları arasındaki net farkı dikkate alır.

Bir araç 30 saniyede 150 metre doğuya, ardından 10 saniyede 50 metre batıya gitsin. Toplam alınan yol 200 metre, toplam süre 40 saniyedir. Ortalama sürat 200 m / 40 s = 5 m/s olur. Başlangıç noktasına göre net yer değiştirme ise 100 metre doğudur. Bu nedenle ortalama hız 100 m / 40 s = 2,5 m/s doğu yönündedir. Aynı hareket için sonuçların farklı çıkmasının sebebi, dönüş sırasında alınan yolun sürate eklenmesi; fakat dönüşün yer değiştirmeyi azaltmasıdır.

Cisim hiç yön değiştirmeden doğrusal bir doğrultuda ilerliyorsa alınan yolun büyüklüğü ile yer değiştirmenin büyüklüğü eşit olabilir. Böyle bir durumda ortalama sürat ile ortalama hızın büyüklüğü eşleşir; yine de hız yön bilgisi taşımaya devam eder. Yön değiştiren hareketlerde ise genellikle toplam alınan yol yer değiştirmenin büyüklüğünden daha büyük olur. Hız ve sürat arasındaki farkı belirlemek için önce soruda toplam yol mu, başlangıç-son konum farkı mı kullanıldığını saptamak gerekir.

Anlık hız ve anlık sürat

Anlık hız, cismin belirli bir andaki yönlü hareketini ifade eder; anlık sürat ise o andaki hızın yalnızca büyüklüğüdür. Bir aracın hız göstergesi anlık sürati gösterir, aracın hangi yöne gittiğini tek başına belirtmez.

Hız ve süratin ölçü birimleri

Hız ve sürat için SI birimi metre/saniye, yani m/s’dir. Günlük yaşamda kilometre/saat (km/h) gibi birimler de kullanılabilir; ancak hız yazılırken buna hareket yönü de eklenir.