Serbest düşme, fizikteki en temel ve ilgi çekici konulardan biridir. Bir cismin sadece yer çekimi etkisiyle hareket etmesi durumunu ifade eder. Bu durumda, cismin ilk hızı sıfırdır ve aşağı doğru sürekli olarak hızlanır. İşte serbest düşme ile ilgili temel kavramlar ve sıkça karşılaşılan soru türleri:
Serbest düşme, bir cismin üzerine etki eden tek kuvvetin yer çekimi olduğu harekettir. Bu hareketi anlamak için bazı temel kabulleri bilmek önemlidir:
Serbest düşme problemlerini çözerken kullanabileceğimiz temel formüller şunlardır:
Bu formüller, cismin belirli bir süre sonunda ulaşacağı hızı ve düşeceği mesafeyi hesaplamamıza yardımcı olur.
Serbest düşme konusunda çeşitli soru tipleriyle karşılaşabilirsiniz. İşte en yaygın olanlarından bazıları:
Bir cismin belirli bir yükseklikten düşme süresini hesaplamayı gerektiren sorulardır. Örneğin:
Soru: 20 metre yükseklikten serbest bırakılan bir cisim kaç saniyede yere düşer? (g = 10 m/s² alınız)
Çözüm: h = (1/2) * g * t² formülünü kullanırız. 20 = (1/2) * 10 * t² denklemini çözdüğümüzde t = 2 saniye bulunur.
Cismin yere çarptığı andaki hızını bulmayı amaçlayan sorulardır. Örneğin:
Soru: 45 metre yükseklikten serbest bırakılan bir cismin yere çarptığı andaki hızı kaç m/s'dir? (g = 10 m/s² alınız)
Çözüm: Öncelikle düşme süresini hesaplarız: 45 = (1/2) * 10 * t² → t = 3 saniye. Daha sonra hızı hesaplarız: v = g * t = 10 * 3 = 30 m/s.
Farklı yüksekliklerden serbest bırakılan cisimlerin düşme sürelerini veya hızlarını karşılaştırmayı içeren sorulardır.
Soru: Bir cisim 80 metre yükseklikten, başka bir cisim ise 20 metre yükseklikten aynı anda serbest bırakılıyor. İlk cisim yere ulaştığında, ikinci cismin yerden yüksekliği kaç metredir? (g = 10 m/s² alınız)
Çözüm: İlk cismin düşme süresi: 80 = (1/2) * 10 * t² → t = 4 saniye. İkinci cismin 4 saniyede düşeceği mesafe: h = (1/2) * 10 * 4² = 80 metre. Ancak ikinci cisim sadece 20 metre yükseklikten bırakıldığı için, ilk cisim yere ulaştığında ikinci cisim zaten yere ulaşmıştır. Bu nedenle yerden yüksekliği 0 metredir.
Serbest düşme, fizik öğreniminin temel taşlarından biridir. Bu kavramları ve formülleri iyi öğrenerek, bu konuyla ilgili soruları kolaylıkla çözebilirsiniz. Başarılar!