Aynı yükseklikten serbest bırakılan iki özdeş bilyeden biri hava ortamında, diğeri ise vakum ortamında düşüyor. Hangi bilye yere daha önce ulaşır?
A) Vakumdaki bilye
B) Havadaki bilye
C) İkisi de aynı anda ulaşır.
D) Havanın yoğunluğuna bağlıdır.
E) Bilyelerin kütlesine bağlıdır.
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruyu çözerken, fiziksel prensipleri adım adım inceleyerek doğru cevaba ulaşacağız. Hazırsanız başlayalım!
Öncelikle soruyu dikkatlice okuyalım: Aynı yükseklikten serbest bırakılan iki özdeş bilyeden biri hava ortamında, diğeri ise vakum ortamında düşüyor. Hangi bilye yere daha önce ulaşır?
Şimdi seçenekleri değerlendirelim:
- A) Vakumdaki bilye: Bu seçenek doğru olabilir, çünkü vakumda hava direnci yoktur.
- B) Havadaki bilye: Hava direnci nedeniyle bu seçeneğin doğru olma ihtimali düşüktür.
- C) İkisi de aynı anda ulaşır: Hava direncinin etkisi göz ardı edilemez, bu yüzden bu seçenek de doğru olmayabilir.
- D) Havanın yoğunluğuna bağlıdır: Havanın yoğunluğu önemli bir faktör olsa da, vakumda hava olmadığı için bu seçenek direkt olarak doğru cevabı vermez.
- E) Bilyelerin kütlesine bağlıdır: Bilyeler özdeş olduğu için kütleleri aynıdır ve bu durum sonucu etkilemez.
Şimdi de çözümlemeye geçelim:
- 1. Hava Direnci: Hava ortamında düşen bilye, hava molekülleriyle çarpışır. Bu çarpışmalar bilyenin hareketine karşı bir kuvvet oluşturur. Bu kuvvete hava direnci denir. Hava direnci, bilyenin hızını azaltır ve yere ulaşma süresini uzatır.
- 2. Vakum Ortamı: Vakum ortamında ise hava molekülleri bulunmaz. Bu nedenle bilye herhangi bir dirençle karşılaşmadan düşer. Sadece yerçekimi kuvveti etki eder.
- 3. Yerçekimi İvmesi: Her iki bilye de yerçekimi ivmesi ($g$) ile hızlanır. Ancak hava ortamındaki bilyenin ivmesi, hava direnci nedeniyle vakumdaki bilyenin ivmesinden daha düşüktür.
- 4. Sonuç: Vakumdaki bilye, hava direnci olmadığı için daha büyük bir ivmeyle hızlanır ve yere daha kısa sürede ulaşır.
Bu açıklamalardan sonra, doğru cevabın A) Vakumdaki bilye olduğu açıkça görülmektedir.
Cevap A seçeneğidir.
