Serbest düşme, bir cismin yalnızca yer çekimi kuvvetinin etkisi altında hareket etmesidir. Bu harekette, hava direnci gibi diğer kuvvetler ihmal edilir. Serbest düşme hareketi, sabit bir ivmeyle gerçekleşir ve bu ivme yer çekimi ivmesi olarak adlandırılır (genellikle g ile gösterilir ve yaklaşık değeri 9.8 m/s²'dir).
Serbest düşme problemlerini çözerken kullanabileceğimiz temel formüller şunlardır:
Bir taş, 20 metre yükseklikten serbest bırakılıyor. Taşın yere düşme süresini ve yere çarptığı andaki hızını hesaplayınız. (g = 10 m/s² alınız)
a) Düşme Süresi:
h = (1/2)gt² formülünü kullanacağız.
20 = (1/2) * 10 * t²
20 = 5t²
t² = 4
t = 2 saniye
b) Yere Çarpma Hızı:
v = gt formülünü kullanacağız.
v = 10 * 2
v = 20 m/s
Sonuç: Taşın yere düşme süresi 2 saniyedir ve yere çarptığı andaki hızı 20 m/s'dir.
Bir cisim serbest bırakıldıktan 3 saniye sonra yere çarpıyor. Cisim kaç metre yükseklikten bırakılmıştır? (g = 10 m/s² alınız)
h = (1/2)gt² formülünü kullanacağız.
h = (1/2) * 10 * (3)²
h = 5 * 9
h = 45 metre
Sonuç: Cisim 45 metre yükseklikten bırakılmıştır.
Bir cisim 80 metre yükseklikten serbest düşmeye bırakılıyor. Yere çarpmadan hemen önceki hızı kaç m/s'dir? (g = 10 m/s² alınız)
v² = 2gh formülünü kullanacağız.
v² = 2 * 10 * 80
v² = 1600
v = 40 m/s
Sonuç: Cismin yere çarpmadan hemen önceki hızı 40 m/s'dir.