Online Kolej
Kayıt Ol

10. Sınıf Fizik · Ünite 1

Yer Çekiminin Sahnede Olduğu Anlar: Serbest Düşme Serüveni

Hava direncinin ihmal edildiği durumlarda, ilk hızı olan veya olmayan cisimlerin yer çekimi altındaki hareketini grafikler ve verilerle inceliyoruz.

Kazanım FİZ.10.1.5 · 40 dk okuma

Yer Çekimi İş Başında!

Elinizdeki bir silgiyi pencereden bıraktığınızı veya onu hızla aşağıya doğru fırlattığınızı hayal edin. Her iki durumda da silgi elinizden çıkar çıkmaz tek bir patronun, yani yer çekiminin emrine girer. Fizikte, hava direncini ihmal ettiğimiz durumlarda sadece yer çekimi kuvvetinin etkisiyle yapılan tüm hareketlere 'serbest düşme' adını veriyoruz.

İlk Hızı Sıfır Olan Serbest Düşme

Cismin başlangıçta hiçbir hızı yoktur, sadece yer çekimine teslim edilir. Cisim aşağıya doğru her saniye yer çekimi ivmesi (g) kadar hızlanır. Dünyamız için bu ivme yaklaşık 9.8 m/s² olsa da, pratik hesaplamalarda genellikle 10 m/s² olarak alırız. Bu, cismin hızının her saniye 10 m/s artacağı anlamına gelir.

v=g⋅tv = g \cdot t
Δy=12⋅g⋅t2\Delta y = \frac{1}{2} \cdot g \cdot t^2

Bu formüller bize, zaman ilerledikçe hızın düzgün arttığını, konumun ise karesel (parabolik) olarak büyüdüğünü söyler. Aşağıdaki çizimde her bir saniyede cismin aldığı yolun nasıl katlanarak arttığını görebilirsiniz:

t = 0s (Hız = 0)t = 1st = 2st = 3s

İlk Hızı Sıfırdan Farklı Olan Serbest Düşme

Peki cismi aşağıya doğru belli bir ilk hızla fırlatırsak ne olur? İvme yine değişmez! Cisim saniyede g kadar hızlanmaya devam eder, ancak bu kez ulaşılan son hızı ve yer değiştirmeyi hesaplarken ilk hızımızı (v₀) da denkleme dahil etmeliyiz.

v=v0+g⋅tv = v_0 + g \cdot t
Δy=v0⋅t+12⋅g⋅t2\Delta y = v_0 \cdot t + \frac{1}{2} \cdot g \cdot t^2

Grafiklerin Dili

  • İvme-Zaman Grafiği: Hareket boyunca sadece yer çekimi kuvveti etkili olduğundan ivme sabittir ve çizgimiz zaman eksenine paralel düz bir doğrudur.
  • Hız-Zaman Grafiği: İvme sabit olduğu için hız düzgün (doğrusal) olarak artar. İlk hız sıfırsa grafik orijinden (0'dan) başlar, ilk hız varsa v₀ değerinden başlar.
  • Konum-Zaman Grafiği: Hız sürekli arttığı için cisim her saniye bir öncekine göre daha çok yol alır. Bu yüzden konum grafiği eğimi giderek artan bir eğri (parabol) şeklindedir.
auto_awesome

Yer Çekiminin Sahnede Olduğu Anlar: Serbest Düşme Serüveni: Alıştırma Soruları

  1. Soru 1

    1. Yeni fizik öğretim modelimize göre 'serbest düşme' kavramının en doğru ve kapsayıcı tanımı aşağıdakilerden hangisidir?

  2. Soru 2

    2. Hava direncinin ihmal edildiği bir ortamda serbest düşme hareketi yapan bir cismin ivme-zaman grafiği nasıl bir şekle sahiptir?

  3. Soru 3

    3. Bir saksı, rüzgarsız bir havada balkondan aşağıya doğru ilk hızı olmadan düşüyor. Saksı 3 saniye sonra yere çarptığına göre, yere çarpma anındaki hızı kaç m/s'dir? (g=10 m/s² alınız, hava direncini ihmal ediniz.)

  4. Soru 4

    4. Bir drone, sabit durduğu bir anda elindeki kargoyu aşağıya doğru 12 m/s ilk hızla fırlatıyor. Kargonun 2 saniye sonrasındaki hızı kaç m/s olur? (g=10 m/s² alınız, hava direncini ihmal ediniz.)

  5. Soru 5

    5. İki top, aynı yüksekliğe sahip iki farklı binadan aynı anda serbest düşmeye bırakılıyor. Ancak A topu ilk hızı olmadan bırakılırken, B topu aşağıya doğru 5 m/s ilk hızla fırlatılıyor. İki top da hareketlerinin henüz 4. saniyesinde iken, B topu A topuna göre düşeyde kaç metre daha fazla yol almıştır?

1 soru daha seni bekliyor

Ücretsiz kaydol; Yer Çekiminin Sahnede Olduğu Anlar: Serbest Düşme Serüveni testini puanlı çöz, XP kazan ve takıldığın yeri yapay zeka öğretmenine sor.

Ücretsiz Kaydol