Serbest Düşmede Hız Değişimi ve İvme
FİZ.11.1.1. Serbest düşme hareketi yapan cisimlerin ivmesine yönelik tümevarımsal akıl yürütebilme.
- Serbest düşme; hava sürtünmesinin ihmal edildiği ortamda yalnızca yer çekimi kuvveti etkisiyle ilk hızsız (v₀ = 0) bırakılan cismin düzgün hızlanan hareketidir.
- Havasız ortamda düşen tüm cisimlerin ivmesi yer çekimi ivmesine (g ≈ 10 m/s²) eşittir; ivme cismin kütlesine, hacmine veya geometrisine bağlı değildir.
- Serbest düşmede cisim her saniye hızını g kadar artırır (10 m/s, 20 m/s, 30 m/s...) ve ardışık eşit zaman aralıklarında katettiği yollar h, 3h, 5h, 7h oranlarını izler.
Sol sütundaki serbest düşme kavramlarını sağ sütundaki fiziksel tanımlarıyla eşleştiriniz.
Görseldeki havasız düşme tüpünde aynı yükseklikten serbest bırakılan m kütleli demir bilye ile 10m kütleli kurşun güllenin hareketiyle ilgili hangisi doğrudur?
- AKurşun gülle daha ağır olduğu için yere daha kısa sürede ulaşır.
- BHavasız ortamda ivmeleri eşit (g) olduğundan yere aynı anda ve aynı hızla çarparlar.
- CDemir bilye kütlesi küçük olduğu için yer çekiminden daha az etkilenip geç düşer.
- DKütlesi büyük olan cismin ivmesi kütleyle orantılı olarak 10 katına çıkar.
Hava direncinin ihmal edildiği ortamda serbest bırakılan bir taş 3 saniye sonra yere ulaşıyorsa yere çarpma hızı kaç m/s'dir? (g = 10 m/s2)
Serbest düşme hareketine ilişkin ifadeleri Doğru (D) veya Yanlış (Y) olarak işaretleyiniz.
| D | Y | |
| Havasız ortamda serbest bırakılan cismin ivmesi düşüş süresince sabit kalır. | ✓ | |
| Serbest düşen bir cismin hızı zamanın karesiyle orantılı olarak artış gösterir. | ✓ | |
| Serbest düşmede ardışık saniyelerde alınan yollar h, 3h, 5h kuralına uyar. | ✓ | |
| Cismin kütlesi iki katına çıkarılırsa yer çekimi ivmesi de iki katına çıkar. | ✓ |
Serbest düşme yapan bir cismin hız-zaman grafiğinin altında kalan alan hangi fiziksel büyüklüğü verir?
Tabloda hava direncinin önemsiz olduğu ortamda serbest düşen bir cismin hareket verilerini inceleyerek boş hücreleri tamamlayınız. (g = 10 m/s2)
| Zaman (s) | Anlık Hız v (m/s) | Düşülen Yol h (m) | O Saniyedeki Yol |
|---|---|---|---|
| 1. saniye sonu | 10 m/s | 5 m | 5 m (h) |
| 2. saniye sonu | 20 m/s | 20 m | 15 m (3h) |
| 3. saniye sonu | 30 m/s | 45 m | 25 m (5h) |
| 4. saniye sonu | 40 m/s | 80 m | 35 m (7h) |
Hava direncinin ihmal edildiği ortamda serbest bırakılan bir cismin ilk 4 saniye içinde her bir saniyede aldığı yolları küçükten büyüğe sıralayınız.
- 33. saniyede alınan düşey yol: 25 m (5h)
- 44. saniyede alınan düşey yol: 35 m (7h)
- 11. saniyede alınan düşey yol: 5 m (h)
- 22. saniyede alınan düşey yol: 15 m (3h)
İpuçlarındaki kavramları kutulara yazınız. Numaralı kutulardaki harflerle şifre kavramı bulunuz.
Turuncu kutulardaki harfler yukarıdan aşağıya: KONUM
Görseldeki hız-zaman grafiğine göre, 0-4 saniye aralığında serbest düşen bir cismin katettiği toplam düşey yol kaç metredir? (g = 10 m/s2)
- A40 metre
- B60 metre
- C80 metre
- D100 metre
Sol sütundaki serbest düşme durumlarını sağ sütundaki büyüklük değerleriyle eşleştiriniz. (g = 10 m/s2)
Serbest düşmede ivme ve hız değişimine ilişkin yargıları Doğru (D) veya Yanlış (Y) olarak işaretleyiniz.
| D | Y | |
| Serbest düşme hareketi yapan cismin konum-zaman grafiği parabolik bir eğridir. | ✓ | |
| Hava direnci ihmal edildiğinde kuş tüyü ile kurşun bilye aynı yükseklikten aynı sürede düşer. | ✓ | |
| Serbest düşen cismin ivmesi yere yaklaşırken sürekli artar. | ✓ | |
| Cismin bırakıldığı anda hızı sıfır olsa bile yer çekimi ivmesi g'ye eşittir. | ✓ |
Havasız ortamda serbest düşen bir cismin kütlesi neden yere düşme süresini etkilemez?