Bir cisim yerden yatay $v_0$ hızıyla atılıyor. Hava sürtünmesi önemsiz olduğuna göre, cismin hareket süresince ivmesinin yönü ve büyüklüğü için ne söylenebilir?
A) Yönü yatay, büyüklüğü sabittir. B) Yönü düşey yukarı, büyüklüğü sabittir. C) Yönü düşey aşağı, büyüklüğü sabittir. D) Yönü hareket doğrultusunda, büyüklüğü değişkendir. E) Yönü ve büyüklüğü sürekli değişir.
Sevgili öğrenciler,
Bir cismin yatay atış hareketi yaparken maruz kaldığı ivmeyi anlamak için, bu hareketi oluşturan temel kuvvetleri ve ivmeleri düşünmemiz gerekir.
Fizikte, hava sürtünmesinin önemsiz olduğu durumlarda, bir cisme etki eden tek dış kuvvet yer çekimi kuvvetidir. Bu kuvvet, cismin kütlesi ($m$) ile yer çekimi ivmesinin ($g$) çarpımına eşittir ($F_g = m \cdot g$).
Newton'un İkinci Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir ($F_{net} = m \cdot a$).
Bu durumda, net kuvvet yer çekimi kuvveti olduğundan, $m \cdot a = m \cdot g$ eşitliğini yazabiliriz. Buradan da cismin ivmesinin ($a$) yer çekimi ivmesine ($g$) eşit olduğunu buluruz ($a = g$).
Yer çekimi ivmesi ($g$), Dünya yüzeyine yakın bölgelerde her zaman düşey aşağı yönlüdür ve büyüklüğü yaklaşık olarak $9.8 \text{ m/s}^2$ (veya sorularda genellikle $10 \text{ m/s}^2$) olan sabit bir değerdir.
Cismin başlangıçtaki yatay hızı ($v_0$), hareketin yatay bileşenini etkiler ancak düşey yöndeki yer çekimi ivmesini veya onun yönünü ve büyüklüğünü değiştirmez. Yatay doğrultuda sürtünme olmadığı için ivme sıfırdır, ancak düşey doğrultuda yer çekimi ivmesi etkilidir.
Dolayısıyla, cismin hareket süresince maruz kaldığı ivme, her zaman yer çekimi ivmesi olup, yönü düşey aşağı ve büyüklüğü sabittir.
