80 metre yükseklikten serbest bırakılan bir cisim yere çarptığı andaki hızı kaç m/s'dir? (g=10 m/s²)
Sevgili öğrenciler, bu soruda serbest düşme hareketi yapan bir cismin yere çarpma anındaki hızını bulacağız. Serbest düşme, cismin sadece yerçekimi kuvvetinin etkisi altında hareket etmesi demektir. Cisim serbest bırakıldığı için başlangıç hızı sıfırdır.
Cismin bırakıldığı yükseklik ($h$): $80 \text{ metre}$
Yerçekimi ivmesi ($g$): $10 \text{ m/s}^2$
Cisim serbest bırakıldığı için başlangıç hızı ($v_0$): $0 \text{ m/s}$
Cismin yere çarptığı andaki hızı ($v$).
Serbest düşme hareketinde, zamanı hesaplamadan doğrudan son hızı bulmamızı sağlayan bir formül vardır: $v^2 = v_0^2 + 2gh$.
Cisim serbest bırakıldığı için başlangıç hızı $v_0 = 0$ olur. Bu durumda formülümüz basitleşir:
$v^2 = 2gh$
Verilen değerler $h = 80 \text{ m}$ ve $g = 10 \text{ m/s}^2$ formülde yerine konur:
$v^2 = 2 \times 10 \text{ m/s}^2 \times 80 \text{ m}$
$v^2 = 2 \times 10 \times 80$
$v^2 = 20 \times 80$
$v^2 = 1600$
Şimdi her iki tarafın karekökünü alarak $v$ değerini bulalım:
$v = \sqrt{1600}$
$v = 40 \text{ m/s}$
Cisim 80 metre yükseklikten serbest bırakıldığında yere $40 \text{ m/s}$ hızla çarpar.
Cevap C seçeneğidir.