Serbest düşüş, bir vücut bir kuvvetin etkisi altındayken meydana gelen bir hareket türüdür. Terk edilmiş beden, hareketsiz haldeyken, yerçekimi etkisiyle aşağı doğru bir yörüngede dikey olarak hareket eder.
Dünya yüzeyinin yakınında, ihmal edilebilir hava veya vakum direnci göz önüne alındığında, serbest düşüş yerçekimi ivmesinin (g) etkisi altındadır.
Bu hareket düzgün hızlandırılmış olarak sınıflandırılır. Bu, cismin düşme hızı her saniyede yaklaşık 9,8 m/s oranında arttığı için ivmenin sabit olduğu anlamına gelir.
Zıt hareket, yani yukarı doğru atış, düzgün geciktirilmiş hareket olarak adlandırılır ve yönü nedeniyle ivme negatif olarak kabul edilir.
serbest düşüş formülleri
Gördüğümüz gibi, serbest düşüş düzgün bir şekilde hızlandırılmış bir harekettir çünkü ivme düz, dikey bir yol boyunca sabittir.
Bir cismi hareketsiz halden aşağıya doğru fırlatırken, ilk hız sıfırdır (v0 = 0). Yerçekimi (g) etkisi altında belirli bir mesafeyi (h) kat etmek zaman (t) alacaktır. Böylece, serbest düşüş denklemlerle açıklanabilir:
Serbest Düşme Hızı Hesaplaması:
Nerede,
v, metre/saniye (m/s) cinsinden hızdır
g yerçekimi ivmesidir, metre bölü saniye kare (m/sn)2)
t, saniye (s) cinsinden zaman aralığıdır
Serbest Düşme Yüksekliği Hesaplaması:
Yükseklik (h) metre (m) olarak verilmiştir.
Torricelli Denklemi:
Torricelli denklemi, zaman verisi olmayan problemlerdeki düşüş oranını hesaplamak için kullanışlıdır. Böylece yüksekliği (h) hız (v) ile ilişkilendirebiliriz.
G'nin değerinin rakım ve enlemlere bağlı olarak değişken olduğunu unutmayın. Örneğin, 9.80665 m/s değeri2 45º enlemde ve deniz seviyesinde normal yerçekimi ivmesine karşılık gelir. Bununla birlikte, değeri 10 m/s'ye yaklaştırmak yaygındır.2 hesaplamaları kolaylaştırmak için alıştırmalarda, yüzeye yakın olduğu için sabit olarak kabul etmek mümkündür.
Serbest Düşüş Grafikleri
Grafiksel olarak, zamana göre hareketin hızı artan düz bir çizgide ve konumun zamana göre değişimi bir parabolde ifade edilir.
Serbest Düşme Egzersizleri
soru 1
Yer yüzeyine yakın, 10 m/s'lik yerçekimi ivmesine maruz kalan bir cisim ise2, terk edilir ve 2 saniye sonra yere çarpar, vücut serbest hangi yükseklikten düşer?
a) 10 m
b) 15 m
c) 20 m
d) 30 m
Doğru alternatif: c) 20 m
Cismin terk edildiğine dikkat edin, bu nedenle ilk hız sıfırdır. İfade bize yüksekliğin belirlenmesi için 2 zar, ivme ve zaman verir. Bu nedenle, saatlik konum denklemini kullanabiliriz:
Bu nedenle 20 metre yükseklikten terk edilmiş bir ceset 2 saniyede yere ulaşır.
soru 2
Marta bir noktaya yaslanmış bir bardağı devirdi. Cismin yere ulaşmasının 2 saniye sürdüğünü bilerek, yerçekimi ivmesinin 10 m/s olduğunu bilerek hareket sırasında fincanın elde ettiği hız nedir?2?
a) 30 m/s
b) 20 m/s
c) 15 m/s
d) 10 m/s
Doğru alternatif: ) 20 m/s
Serbest düşüş hareketinde hız sabit bir oranda artar. Bu nedenle, kabın yere ne kadar hızlı çarptığını belirlemek için ivme ve zaman arasında ilişki kuran hız formülünü kullanırız.
V = g.t
V = 10. 2
V = 20 m/s
Soru 3
Bir cisim 30 m/s hızla serbest düşüşte yere bırakılıyor. Hava direnci ihmal edilerek ve yerçekimi ivmesi 10 m/s dikkate alınarak2, hareket ne kadar sürdü?
a) 4.0 sn
b) 1.0 sn
c) 2.0 sn
d) 3.0 sn
Doğru alternatif: d) d) 3.0 s
Zamanı hesaplamak için hız formülünü kullanırız:
Bu nedenle 30 m/s hızla serbest düşüşte hareket 3 saniye sürmüştür.
Aşağıdaki metinleri okuyarak daha fazla bilgi edinin.
- Serbest Düşme Egzersizleri
- Dikey başlatma
- yerçekimi ivmesi
- yer çekimi gücü
- eşit çeşitlilikte hareket
