Yatay atış hareketi yapan bir cismin hareketi boyunca yatay hızının büyüklüğü ve düşey ivmesinin büyüklüğü için ne söylenebilir (hava sürtünmesi ihmal edilmiştir)?
A) Yatay hız artar, düşey ivme azalır.
B) Yatay hız sabittir, düşey ivme sabittir.
C) Yatay hız azalır, düşey ivme artar.
D) Yatay hız sabittir, düşey ivme artar.
E) Yatay hız artar, düşey ivme sabittir.
Sevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım inceleyerek yatay atış hareketinin temel prensiplerini birlikte anlayalım.
- Yatay Atış Hareketi Nedir?
Yatay atış hareketi, bir cismin belirli bir yükseklikten yatay bir hızla atılmasıyla başlar. Bu hareket, aslında iki bağımsız hareketin birleşimidir:
- Yatay doğrultuda sabit hızlı hareket.
- Düşey doğrultuda serbest düşme hareketi.
- Hava Sürtünmesinin İhmal Edilmesi Ne Anlama Gelir?
Soruda "hava sürtünmesi ihmal edilmiştir" ifadesi çok önemlidir. Bu, cisim hareket ederken hava direncinin etkilerini göz ardı ettiğimiz anlamına gelir. Bu durumda, cisim üzerine etki eden tek dış kuvvet yer çekimi kuvvetidir ve bu kuvvet sadece düşey doğrultudadır.
- Yatay Hızın Büyüklüğü İçin Ne Söylenebilir?
- Cisim yatayda hareket ederken, hava sürtünmesi ihmal edildiği için yatay doğrultuda cisme etki eden hiçbir kuvvet yoktur.
- Newton'un Hareket Yasaları'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet sıfır ise, cismin ivmesi de sıfırdır ($F_x = m \cdot a_x \implies 0 = m \cdot a_x \implies a_x = 0$).
- Yatay ivme ($a_x$) sıfır olduğu için, cismin yatay hızının büyüklüğü ($v_x$) hareket boyunca sabit kalır. Yani, cisim atıldığı ilk yatay hızla yere düşene kadar yatayda aynı hızla ilerler.
- Düşey İvmenin Büyüklüğü İçin Ne Söylenebilir?
- Cisim düşey doğrultuda hareket ederken, üzerine etki eden tek kuvvet yer çekimi kuvvetidir (ağırlığıdır).
- Yer çekimi kuvveti, cisme yer çekimi ivmesi ($g$) kazandırır. Dünya yüzeyine yakın bölgelerde yer çekimi ivmesinin büyüklüğü yaklaşık olarak $9.8 \, m/s^2$ (veya sorularda genellikle $10 \, m/s^2$ olarak alınır) ve yönü her zaman yere doğrudur.
- Bu yer çekimi ivmesi ($g$), cismin kütlesinden bağımsızdır ve cismin yüksekliğine veya hızına bağlı olarak değişmez (Dünya yüzeyine yakın mesafelerde). Dolayısıyla, cismin düşey ivmesinin büyüklüğü ($a_y$) hareket boyunca sabit kalır ve $g$'ye eşittir.
- Sonuç:
Yatay atış hareketi yapan bir cismin hareketi boyunca, hava sürtünmesi ihmal edildiğinde:
- Yatay hızının büyüklüğü sabittir.
- Düşey ivmesinin büyüklüğü sabittir.
Bu bilgiler ışığında seçenekleri değerlendirdiğimizde, doğru seçeneğin B olduğunu görürüz.
Cevap B seçeneğidir.
