SERBEST DÜŞME HAREKETİ

11. Sınıflar ve Lys fizik konusu. Serbest düşme hareketi konu anlatımı ve çözümlü örnekler. Serbest düşme grafikleri.


Yeryüzünden belli bir yükseklikte serbest bırakılan cismin yere ulaşıncaya kadar yaptığı harekete serbest düşme hareketi denir.

Serbest düşme hareketinde ilk hız yoktur. V0 = 0

Serbest düşme hareketinde düşey doğrultulu ve aşağı yönlüdür.

Serbest düşme hareketi düzgün hızlanan bir harekettir.

Serbest düşme hareketi konusu, belli bir yükseklikten serbest bırakılan cismin yere düşmesini analiz eder.

Serbest düşme hareketi için aşağıdaki bağıntı ve formüller geçerlidir.

Hız = V = g.t

Yükseklik = h =1 .g.t2
2



Zamansız hız denklemi : V2 = 2.g.h


Hava sürtünmesinin olmadığı ortamlarda bütün cisimler yeryüzüne aynı hızla düşer. Havası alınmış bir ortamda bir demir bilye ile bir tül aynı anda yere düşer. Eğer havanın direnci olmasaydı yağmur damlaları yeryüzüne çok büyük bir hızla iner ve büyük zararlara yol açardı.

Hava direncinin olduğu ortamlarda serbest düşmeye bırakılan cisim hızlandıkça havanın bu cisme uyguladığı dirençte artar. Bir süre sonra havanın uyguladığı direnç cismin ağırlığına eşit hale gelir. Hava direnci cismin ağırlığına eşitlendiğinde cisme etkiyen bileşke kuvvet sıfır olur ve cisim yere ulaşıncaya kadar o andaki hızıyla hareketine devam eder. Cismin üzerine etkiyen bileşke kuvvet sıfır olduğu andan yere düşünceye kadarki hızına limit hız denir.

Newton’un 1. Prensibi bir cismin üzerine etkiyen net kuvvet 0 olduğunda cisim ya durur, ya da sabit hızla hareketine devam eder. Bu prensip sürtünmeli ortamlarda düşüş yapan cisimlerin hareketini açıklar.

Bu derste hava sürtünmesinin olmadığını kabul ederek işlemleri yapacağız. Sürtünmeli ortamlarda düşey hareket başka bir ders konusu olacaktır.

Serbest_dusme1



Örnek:

180 m yükseklikten 20 kg kütleli bir cisim serbest bırakılıyor.

a) Cismin yere düşme süresini.

b) Cismin 1, 2, 4 ve 6. Saniyelerde yerden yüksekliğini ve hızını.

c) Cismin yere çarpma hızını hesaplayınız.

(sürtünmeler önemsizidir, g = 10 m/s2 alınacak)

Çözüm:

Cismin sürtünmesiz ortamlarda cismin hareketi kütlesine bağlı değildir. Bu nedenle kütleyi göz ardı edeceğiz.

a) Cismin yere düşme süresini hesaplayalım.

İlk hızı olmayan düzgün hızlanan doğrusal hareket denklemi;

Yol = x =1 .a.t
2



Bu denklem serbest düşme hareketinde aynen kullanılır.

h = 1 . g.t
2



180 = 1.g.t
2



180 = 1 . 10.t2
2



36 = t2

t = 6 sn.

b) 

Yukarıdaki denklemi bu soruda da kullanabiliriz.

h = 1.g.t
2



h = 1 . 10.1
2



h = 5 m. 1 saniyede aldığı yol.


t = 2 s için;

h = 1.10.4
2



h = 20 m 2 saniyede aldığı yol.



t = 4 s için;

h = 1.10.16
2



h = 80 m. 4 saniyede aldığı yol.


t = 6 s için;

h = 1. 10. 36
2



h = 180 m 6 saniyede aldığı yol.


c) Cismin yere çarpma hızını bulmak için düzgün hızlanan doğrusal hareket denklemini kullanabiliriz.

V= a.t → V = g.t

Cisim yere 6 saniyede ulaştığına göre 6. saniyedeki hızı bize yere çarpma hızını verecektir.

V = 10 . 6 = 60 m/s bulunur.



Örnek:

405 m yükseklikten serbest bırakılan bir cismin;

a) Yere düşme süresini

b) Yere çarpma hızını

c) t = 3 sn deki hızını

d) t = 5 sn deki yüksekliğini hesaplayınız.

(sürtünmeler önemsizidir, g = 10 m/s2 alınacak)

Çözüm:

a) cismin yere düşme süresi için kullanacağımız denklem,

x =1.g.t
2



405 =1.10.t
2



810 = 10t

81 = t

t = 9 sn


b) Yere Çarpma Hızı

V = g.t

Cisim yere 9 saniyede ulaştığına göre 9. saniyedeki hızı yere çarpma hızını verir.

V = 10 . 9 = 90 m /s


c) 3. Saniyedeki hızı

Herhangi bir andaki hız,

V = g.t denklemi ile bulunur. t = 3 s için hız;

V = 10 . 3 = 30 m/s


d) t = 5 saniyedeki yüksekliği

h =1.g.t2
2



h =1 . 10 . 25
2



h = 125 m

Serbest Düşme Grafikleri

1. Hız - Zaman Grafiği

Serbest_dusme2


2. İvme - Zaman Grafiği

Serbest_dusme3


DÜŞEY ATIŞ HAREKETLERİ

EĞİK ATIŞ HAREKETLERİ




SANATSAL BİLGİ

14/01/2017

  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM
COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI