Serbest düşme hareketi yapan bir cisim için aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
A) İvmesi sabittirSerbest düşme hareketi, bir cismin sadece yer çekimi kuvvetinin etkisi altında hareket etmesidir. Hava direncinin ihmal edildiği ideal bir durumdur. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
Serbest düşme hareketinde cisme etki eden tek kuvvet yer çekimi kuvvetidir. Bu kuvvet, cismin kütlesine bağlı olmaksızın tüm cisimlere aynı ivmeyi kazandırır. Bu ivmeye yer çekimi ivmesi denir ve değeri yaklaşık olarak $g = 9.81 \text{ m/s}^2$ olup sabittir. Yönü ise her zaman yerin merkezine doğrudur. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.
Cismin ivmesi sabit olduğu için, hızındaki değişim de sabittir. Yani, cismin hızı her saniye aynı miktarda artar. Bu durum, hızın zamanla doğrusal (düzgün) bir şekilde arttığı anlamına gelir ($v = v_0 + gt$). Dolayısıyla bu ifade doğrudur.
Kinetik enerji, cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir ve $KE = \frac{1}{2}mv^2$ formülüyle hesaplanır. Cisim serbest düşerken hızı sürekli arttığı için kinetik enerjisi de artar. Ancak hız zamanla doğrusal olarak arttığı için ($v \propto t$), kinetik enerji zamanın karesiyle orantılı olarak artar ($KE \propto t^2$). Bu durumda kinetik enerji artışı sabit bir oranda değil, artan bir oranda gerçekleşir. Yani, kinetik enerji artar ama "sabit" bir oranda artmaz. Bu ifade teknik olarak yanlıştır.
Yer çekimi potansiyel enerjisi, cismin yüksekliğine bağlıdır ve $PE = mgh$ formülüyle hesaplanır. Cisim serbest düşerken yüksekliği ($h$) sürekli azalır. Yükseklik azaldıkça potansiyel enerji de azalır. Potansiyel enerjinin sabit kalması mümkün değildir. Bu ifade kesinlikle yanlıştır.
Yukarıdaki açıklamalara göre, C seçeneği teknik olarak yanlış olsa da, D seçeneği serbest düşme hareketinin temel prensiplerine tamamen aykırı ve kesinlikle yanlış bir ifadedir. Bir cisim düşerken yüksekliği değiştiği için potansiyel enerjisi de mutlaka değişecektir.
Cevap D seçeneğidir.
