Bir paraşütçü, paraşütü açıldıktan sonra sabit hızla yere iner.
Bu durumla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Paraşütçü üzerindeki net kuvvet sıfırdır
B) Hava direnci kuvveti yerçekimi kuvvetinden küçüktür
C) Paraşütçünün ivmesi artmaktadır
D) Hava direnci kuvveti yoktur
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu çözmek için öncelikle fiziksel kavramları doğru anlamamız gerekiyor. Paraşütçünün durumuyla ilgili verilen bilgiyi dikkatlice inceleyelim:
- "Paraşütçü, paraşütü açıldıktan sonra sabit hızla yere iner." Bu ifade, sorunun anahtar noktasıdır.
Şimdi bu anahtar ifadeyi fiziksel terimlerle açıklayalım:
-
Sabit Hız Ne Anlama Gelir?
- Bir cismin hızı sabitse, bu hem süratinin hem de hareket yönünün değişmediği anlamına gelir.
- Fizikte, hızın değişmemesi demek, cismin ivmesinin sıfır olması demektir. Yani, paraşütçü hızlanmıyor veya yavaşlamıyor.
-
Newton'un İkinci Hareket Yasası:
- Newton'un İkinci Yasası der ki: Bir cisim üzerindeki net kuvvet, cismin kütlesi ($m$) ile ivmesinin ($a$) çarpımına eşittir ($F_{net} = ma$).
- Eğer paraşütçünün ivmesi sıfırsa ($a=0$), bu durumda paraşütçü üzerindeki net kuvvet de sıfır olmak zorundadır ($F_{net} = m \times 0 = 0$).
-
Paraşütçü Üzerindeki Kuvvetler:
- Paraşütçüye etki eden iki temel kuvvet vardır:
- Yerçekimi Kuvveti ($F_g$): Dünya tarafından aşağı doğru uygulanan kuvvettir.
- Hava Direnci Kuvveti ($F_{hava}$): Paraşütçünün hareketine zıt yönde, yani yukarı doğru etki eden kuvvettir. Paraşüt, bu direnci artırmak için tasarlanmıştır.
- Net kuvvetin sıfır olması için, bu iki kuvvetin birbirini dengelemesi gerekir. Yani, yukarı yönlü hava direnci kuvveti, aşağı yönlü yerçekimi kuvvetine eşit olmalıdır ($F_{hava} = F_g$).
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) Paraşütçü üzerindeki net kuvvet sıfırdır
- Yukarıdaki açıklamalarımızda gördüğümüz gibi, sabit hızla hareket eden bir cismin ivmesi sıfırdır ve Newton'un İkinci Yasası'na göre net kuvvet de sıfır olmalıdır. Bu ifade doğrudur.
- B) Hava direnci kuvveti yerçekimi kuvvetinden küçüktür
- Eğer hava direnci yerçekimi kuvvetinden küçük olsaydı, aşağı yönlü net bir kuvvet olurdu ve paraşütçü hızlanmaya devam ederdi. Ancak paraşütçü sabit hızla iniyor, bu da kuvvetlerin dengede olduğunu gösterir. Yani hava direnci yerçekimi kuvvetine eşittir. Bu ifade yanlıştır.
- C) Paraşütçünün ivmesi artmaktadır
- Sabit hızla hareket eden bir cismin ivmesi sıfırdır, artmaz. Bu ifade yanlıştır.
- D) Hava direnci kuvveti yoktur
- Paraşütçü havada hareket ederken ve özellikle paraşüt açıkken, hava direnci kuvveti çok önemlidir ve mutlaka vardır. Hatta bu kuvvet sayesinde sabit hıza ulaşılır. Bu ifade kesinlikle yanlıştır.
Tüm bu değerlendirmeler sonucunda, doğru seçeneğin A olduğu açıkça görülmektedir.
Cevap A seçeneğidir.
