Serbest düşme hareketi yapan bir cismin ivmesi nedir?
A) Sabittir ve yerçekimi ivmesine eşittir.
B) Sıfırdır.
C) Hızıyla doğru orantılıdır.
D) Zamana bağlı olarak değişir.
Serbest düşme hareketi, bir cismin sadece yerçekimi kuvvetinin etkisi altında hareket etmesi durumudur. Bu harekette hava direnci gibi diğer kuvvetler ihmal edilir.
- Yerçekimi Kuvveti ve İvme: Dünya üzerindeki her cisim, Dünya'nın kütle çekim kuvveti tarafından çekilir. Bu çekim kuvveti, cisimlere bir ivme kazandırır. Bu ivmeye yerçekimi ivmesi denir ve genellikle $g$ sembolü ile gösterilir.
- Yerçekimi İvmesinin Değeri: Dünya yüzeyine yakın bölgelerde yerçekimi ivmesinin değeri yaklaşık olarak $9.8 \text{ m/s}^2$ (metre bölü saniye kare) veya bazı problemlerde kolaylık sağlamak için $10 \text{ m/s}^2$ olarak kabul edilir. Bu değer, cismin kütlesine veya hızına bağlı değildir. Yani, ister bir tüy ister bir kaya olsun (hava direnci ihmal edildiğinde), serbest düşerken aynı ivmeye sahip olurlar.
- İvmenin Sabitliği: Serbest düşme hareketinde, cisim aşağı doğru hızlandıkça hızı artar. Ancak bu hızlanmaya neden olan ivme, yani yerçekimi ivmesi, hareket boyunca sabit bir değerdedir. Cismin hızı artsa da, her saniye hızındaki artış miktarı (ivme) aynı kalır.
- Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
- A) Sabittir ve yerçekimi ivmesine eşittir: Yukarıdaki açıklamalara göre, serbest düşen bir cismin ivmesi sabittir ve yerçekimi ivmesi ($g$) kadardır. Bu doğru bir ifadedir.
- B) Sıfırdır: Eğer ivme sıfır olsaydı, cismin hızı değişmezdi. Ancak serbest düşen cisimler hızlanır, bu da ivmelerinin sıfır olmadığını gösterir.
- C) Hızıyla doğru orantılıdır: Serbest düşmede ivme, cismin o anki hızıyla doğru orantılı değildir; sabittir. Hız artsa bile ivme değişmez. (Hava direncinin olduğu durumlarda net kuvvet ve dolayısıyla net ivme hıza bağlı olabilir, ancak serbest düşme tanımında hava direnci ihmal edilir.)
- D) Zamana bağlı olarak değişir: İdeal serbest düşme hareketinde, yerçekimi ivmesi zamanla değişmez; hareket boyunca sabit kalır.
Bu nedenle, serbest düşme hareketi yapan bir cismin ivmesi sabittir ve yerçekimi ivmesine eşittir.
Cevap A seçeneğidir.
