Hava direncinin ihmal edildiği bir ortamda serbest düşmeye bırakılan bir cisim için aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Hızı sabittir.Gelin, serbest düşme hareketini ve bu hareketle ilgili seçenekleri adım adım, dikkatlice inceleyelim:
Serbest düşme, bir cismin sadece yer çekimi kuvvetinin etkisi altında hareket etmesidir. Soruda belirtildiği gibi, hava direncinin ihmal edildiği durumlarda, cisim aşağı doğru hızlanır ve bu hareketin belirli özellikleri vardır.
Bu ifade yanlıştır. Serbest düşen bir cisim, yer çekimi ivmesi ($g$) nedeniyle sürekli olarak hızlanır. Yani, cismin hızı her geçen saniye artar, sabit kalmaz. Eğer hızı sabit olsaydı, ivmesi sıfır olurdu ki bu yer çekimi etkisiyle çelişir.
Bu ifade doğrudur. Hava direncinin ihmal edildiği bir ortamda, serbest düşen bir cisim sadece yer çekimi kuvvetinin etkisi altındadır. Bu kuvvetin neden olduğu ivme, yer çekimi ivmesi ($g$) olarak adlandırılır. Dünya yüzeyine yakın bölgelerde bu ivme yaklaşık olarak $9.8 \text{ m/s}^2$ (veya sorularda genellikle $10 \text{ m/s}^2$) değerinde sabittir. Cismin kütlesine, hızına veya yüksekliğine bağlı olarak değişmez.
Bu ifade yanlıştır. Cisim sürekli hızlandığı için, her geçen saniyede bir önceki saniyeye göre daha fazla yol alır. Örneğin, ilk saniyede $5 \text{ m}$ yol alırken, ikinci saniyede $15 \text{ m}$ yol alabilir (eğer $g=10 \text{ m/s}^2$ ise). Bu, hızlanan hareketin temel bir özelliğidir.
Bu ifade yanlıştır. Hava direncinin olmadığı bir ortamda, tüm cisimler (kütleleri ne olursa olsun) aynı yer çekimi ivmesiyle düşer. Bu nedenle, aynı yükseklikten bırakılan farklı kütleli cisimler yere aynı anda ve aynı hızla çarparlar. Galileo'nun ünlü Pisa Kulesi deneyi bu durumu deneysel olarak kanıtlamıştır.
Bu ifade yanlıştır. Newton'ın ikinci yasasına göre kuvvet ($F$) kütle ($m$) ile ivmenin ($a$) çarpımına eşittir ($F = ma$). Serbest düşmede cisme etki eden yer çekimi kuvveti ise $F_g = mg$ şeklindedir. Bu iki denklemi birleştirdiğimizde $mg = ma$ eşitliğini elde ederiz. Bu eşitlikte kütleler ($m$) sadeleşir ve sonuç olarak $a = g$ bulunur. Bu da ivmenin cismin kütlesine bağlı olmadığını, sadece yer çekimi ivmesi ($g$) olduğunu gösterir.
Bu değerlendirmeler sonucunda, doğru ifadenin B seçeneğinde yer aldığını görüyoruz.
Cevap B seçeneğidir.
