Hava direncinin ihmal edildiği bir ortamda serbest düşmeye bırakılan bir cisimle ilgili olarak;
I. İlk hızı sıfırdır
II. İvmesi yerçekimi ivmesine eşittir
III. Yer değiştirmesi düzgün değişir
yargılarından hangileri doğrudur?
Hava direncinin ihmal edildiği bir ortamda serbest düşmeye bırakılan bir cisimle ilgili yargıları adım adım inceleyelim:
"Serbest düşmeye bırakılan" ifadesi, cismin başlangıçta herhangi bir itme veya çekme kuvveti uygulanmadan, sadece kendi ağırlığı altında düşmeye başladığı anlamına gelir.
Bu durumda, cismin düşmeye başladığı anki hızı (ilk hızı) sıfırdır.
Dolayısıyla, bu yargı doğrudur.
Serbest düşme, bir cismin sadece yerçekimi kuvvetinin etkisi altında yaptığı harekettir.
Hava direncinin ihmal edildiği belirtildiği için, cisme etki eden tek kuvvet yerçekimi kuvvetidir ($F_g = mg$).
Newton'ın İkinci Hareket Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet ($F_{net}$) cismin kütlesi ($m$) ile ivmesinin ($a$) çarpımına eşittir ($F_{net} = ma$).
Bu durumda, $mg = ma$ eşitliğinden cismin ivmesi $a = g$ olarak bulunur. Burada $g$, yerçekimi ivmesidir ve sabittir.
Dolayısıyla, bu yargı doğrudur.
"Düzgün değişen hareket" terimi, fizikte ivmenin sabit olduğu hareketleri tanımlamak için kullanılır. Serbest düşme, ivmenin yerçekimi ivmesine ($g$) eşit ve sabit olduğu bir "düzgün hızlanan hareket" örneğidir.
Bu tür hareketlerde, cismin hızı zamanla düzgün (doğrusal) olarak artar.
Cismin yer değiştirmesi ($\Delta x$), ilk hızı sıfır olduğunda $\Delta x = \frac{1}{2} g t^2$ formülü ile ifade edilir. Bu formül, yer değiştirmenin zamanın karesiyle orantılı olduğunu gösterir. Yani yer değiştirme zamanla doğrusal olarak değil, parabolik olarak artar.
Ancak, "düzgün değişir" ifadesi, yer değiştirmenin kendisinin doğrusal olarak değiştiği anlamına gelmez. Daha ziyade, hareketin "düzgün hızlanan" bir karakteristiğe sahip olduğunu, yani ivmenin sabit olduğunu ve bu sabit ivme nedeniyle yer değiştirmenin belirli bir matematiksel kurala (kuadratik fonksiyona) göre değiştiğini ifade eder. Fizik terminolojisinde "düzgün değişen hareket" (uniform acceleration motion) denildiğinde, bu tür bir yer değiştirme kuralı anlaşılır.
Bu bağlamda, yer değiştirmesi "düzgün değişen hareketin" bir özelliği olarak kabul edilir.
Dolayısıyla, bu yargı da doğrudur.
Yukarıdaki analizlere göre, verilen üç yargı da doğrudur.
Cevap D seçeneğidir.
