📚 Serbest Düşme Nedir?
Serbest düşme, bir cismin sadece yer çekimi kuvvetinin etkisi altında hareket etmesidir. Bu hareketi anlamak için birkaç temel kavramı bilmemiz gerekiyor.
- 🍎 Yer Çekimi İvmesi (g): Dünya üzerindeki cisimlere uygulanan çekim kuvveti nedeniyle oluşan ivmedir. Yaklaşık değeri 9.8 m/s²'dir, ama genellikle işlemleri kolaylaştırmak için 10 m/s² olarak alınır.
- 🍎 Hava Direnci: Serbest düşme sırasında hava direnci ihmal edilir. Yani cismin sadece yer çekimi etkisiyle hareket ettiği varsayılır.
📐 Serbest Düşme Hareketinin Özellikleri
Serbest düşme hareketi, düzgün hızlanan doğrusal bir harekettir. Yani cismin hızı her saniye aynı miktarda artar.
- 🍎 İlk Hız (v₀): Genellikle serbest düşmeye bırakılan cisimlerin ilk hızı sıfırdır (v₀ = 0). Ama bazen bir ilk hızla da atılabilirler.
- 🍎 İvme (a): Serbest düşme hareketinde ivme, yer çekimi ivmesine eşittir (a = g).
📏 Serbest Düşme Formülleri
Serbest düşme hareketini hesaplamak için kullanabileceğimiz bazı temel formüller şunlardır:
- 🍎 Hız (v): v = g * t (Eğer ilk hız sıfırsa)
- 🍎 Alınan Yol (h): h = (1/2) * g * t² (Eğer ilk hız sıfırsa)
- 🍎 Zamansız Hız Formülü: v² = v₀² + 2 * g * h
📝 Serbest Düşme Örnekleri
Örnek 1:
Bir taş, 20 metre yükseklikten serbest bırakılıyor. Taşın yere düşme süresini ve yere çarpma hızını hesaplayın (g = 10 m/s² alınız).
Çözüm:
- 🍎 Süre (t): h = (1/2) * g * t² => 20 = (1/2) * 10 * t² => t² = 4 => t = 2 saniye
- 🍎 Hız (v): v = g * t => v = 10 * 2 => v = 20 m/s
Taşın yere düşme süresi 2 saniyedir ve yere çarpma hızı 20 m/s'dir.
Örnek 2:
Bir top, 45 metre yükseklikten serbest bırakılıyor. Topun yere çarpma hızını bulun (g = 10 m/s² alınız).
Çözüm:
- 🍎 Hız (v): v² = v₀² + 2 * g * h => v² = 0 + 2 * 10 * 45 => v² = 900 => v = 30 m/s
Topun yere çarpma hızı 30 m/s'dir.
Örnek 3:
Bir cisim, yerden yukarı doğru 30 m/s hızla atılıyor. Cismin çıkabileceği maksimum yüksekliği ve tekrar yere düşme süresini bulun (g = 10 m/s² alınız).
Çözüm:
- 🍎 Maksimum Yükseklik (h): v² = v₀² - 2 * g * h (Tepe noktasında hız sıfır olur) => 0 = 30² - 2 * 10 * h => 20h = 900 => h = 45 metre
- 🍎 Yere Düşme Süresi (t): Önce tepeye çıkış süresini bulalım: v = v₀ - g * t => 0 = 30 - 10 * t => t = 3 saniye. Yukarı çıkış süresi ile aşağı iniş süresi eşit olduğundan toplam süre 3 * 2 = 6 saniye.
Cismin çıkabileceği maksimum yükseklik 45 metredir ve tekrar yere düşme süresi 6 saniyedir.
