Serbest Düşme

Havasız Ortamda Serbest Düşme

Havasız ortamda yerden h kadar yükseklikten serbest bırakılan cisim, yer çekimi kuvvetinin etkisi ile düzgün hızlanır.

Cismin t sürede aldığı h yolu,  denkleminden bulunur. Cisim serbest bırakıldıĞr için ilk hızı (v₀) sıfırdır. Cisim yerçekiminin etkisinde hızlandığı için hızlanma ivmesi yer çekimi ivmesine (g) eşittir.

Cismin t sürede kazandığı hızı v=g.t dir. Yerçekimi ivmesinin büyüklüğü 10 m/s² alınırsa, cisim her saniyede 10 m/s hız kazanır. Yani 2 s sonunda hızı 20 ml/s, 5 s sonunda hızı 50 m/s olur.

V² = V₀² + 2ax zamansız hız denkleminden cismin yere çarpma hızı v² = 2gh’dir.
Cismin konum – zaman, hız – zaman ve ivme – zaman grafikleri aşağıdaki gibidir.

Hava Sürtünmesinin Serbest Düşmeye Etkisi

Yerden belli bir yükseklikten serbest bırakılan cisme havanın uyguladığı sürtünme kuvvetinin büyüklüğü,

F_s=k.A.v² ile bulunur.

k : Havanın sürtünme katsayısı

A: Cismin kesit alanı, küre için A = π.r² dir.

v: Cismin anlık hızı

Cisim yerçekiminin etkisi ile hızlandıkça sürtünme kuvveti de artar. Sürtünme kuvvetinin büyüklüğü cismin ağırlığına eşit olduğu andaki hıza limit hız denir.

Limit hız, cismin ulaşabildiği en büyük hızdır. Yağmur damlaları ve dolu taneleri de gökyüzünden aşağı doğru inerken limit hıza ulaştıktan sonra sabit hızla aşağı inerler.

Hava sürtünmesinin ihmal edilmediği ortamda yerden belirli bir yükseklikten serbest bırakılan bir cismin hız – zaman grafiği şekildeki gibi olur.

Çözümlü Örnek Sorular