🚀 11. Sınıf Limit Hız Formülü Özellikleri
Limit hız, bir cismin bir akışkan (hava veya su gibi) içinde hareket ederken ulaşabileceği maksimum hızdır. Bu hız, cismin ağırlığı ile akışkanın direnci arasındaki denge sağlandığında ortaya çıkar.
💨 Limit Hızı Etkileyen Faktörler
- 🍎 Cismin Şekli: Daha aerodinamik (hava direncini azaltan) şekiller, daha yüksek limit hızına ulaşılmasını sağlar.
- 💧 Akışkanın Yoğunluğu: Akışkanın yoğunluğu arttıkça, direnç kuvveti de artar ve limit hız düşer.
- ⚖️ Cismin Ağırlığı: Cismin ağırlığı arttıkça, yerçekimi kuvveti de artar ve limit hız yükselir.
- 📐 Cismin Kesit Alanı: Cismin hareket yönüne dik olan kesit alanı büyüdükçe, hava direnci artar ve limit hız düşer.
📝 Limit Hız Formülü
Limit hız formülü şu şekildedir:
Vlimit = √(2mg / (ρACd))
Burada:
- ⚖️ m: Cismin kütlesi (kg)
- 🌍 g: Yerçekimi ivmesi (yaklaşık 9.8 m/s²)
- 💧 ρ: Akışkanın yoğunluğu (kg/m³)
- 📐 A: Cismin hareket yönüne dik kesit alanı (m²)
- 🚗 Cd: Sürüklenme katsayısı (cismin şekline bağlıdır)
💡 Formülün Anlamı
Bu formül bize şunu gösteriyor:
- ⬆️ Kütle (m) arttıkça, limit hız da artar.
- ⬇️ Akışkan yoğunluğu (ρ) arttıkça, limit hız azalır.
- ⬇️ Kesit alanı (A) arttıkça, limit hız azalır.
- ⬇️ Sürüklenme katsayısı (Cd) arttıkça, limit hız azalır.
🧮 Örnek Hesaplama
Diyelim ki bir paraşütçü atladı. Paraşütü açmadan önceki limit hızını hesaplayalım:
- ⚖️ Paraşütçünün kütlesi: 70 kg
- 🌍 Yerçekimi ivmesi: 9.8 m/s²
- 💨 Havanın yoğunluğu: 1.2 kg/m³
- 🧍 Paraşütçünün kesit alanı: 0.5 m²
- 🚗 Sürüklenme katsayısı: 1.0
Vlimit = √(2 * 70 * 9.8 / (1.2 * 0.5 * 1.0)) ≈ √(1372 / 0.6) ≈ √2286.67 ≈ 47.8 m/s
Yani paraşütçü, paraşütü açmadan önce yaklaşık 47.8 m/s (yaklaşık 172 km/saat) limit hıza ulaşır.
⚠️ Dikkat Edilmesi Gerekenler
- 📏 Birimlere dikkat edin. Kütle kilogram (kg), uzunluk metre (m) ve zaman saniye (s) cinsinden olmalıdır.
- 🚗 Sürüklenme katsayısı (Cd) cismin şekline bağlı olarak değişir. Değerini bulmak için deneysel verilere veya tablolara bakmanız gerekebilir.
