11. Sınıf Atışlar: Serbest Düşme ve Hava Direnci

Serbest Düşme Hareketi

Bir cismi yukarıdan bıraktığında ne olacağını hiç merak ettin mi? Serbest düşme, cisimlerin sadece yerçekimi etkisiyle düşmesi demek. Bu durumda cismin hızı her saniye 10 m/s² artar.

Matematiksel olarak v = gt ve h = ½gt² formüllerini kullanırız. İlk saniyede 5 metre, ikinci saniyede 15 metre, üçüncü saniyede 25 metre yol alır cisim. Gördüğün gibi aldığı yol gittikçe artıyor!

Önemli: Bütün cisimler hava direncini görmezden geldiğimizde aynı hızda düşer. Tüy ile taş aynı anda yere değer!

Grafiklerde hız-zaman doğrusunun eğimi ivmeyi, konum-zaman eğrisinin altındaki alan ise yer değiştirmeyi gösterir. Bu bilgiler sınavlarda çok işine yarayacak.

Hava Direnci ve Etkili Faktörler

Gerçek hayatta cisimler boşlukta düşmez, havada düşer. İşte burada hava direnci devreye girer ve her şeyi değiştirir. Hava direnci formülü: FD = K.A.v²

Bu formüldeki K sürtünme katsayısı, A kesit alanı, v ise hızdır. Cismin şekli ne kadar düzgünse (yağmur damlası gibi), K değeri o kadar küçük olur ve daha az direnç yaşar.

Yağmur damlaları mükemmel bir örnek! Başta yuvarlaklar ama düşerken hava direnci yüzünden damla şeklini alırlar. Bu şekil sayesinde sürtünme katsayıları azalır ve terminal hızla düşerler.

Pratik Bilgi: Büyük yüzey alanı (paraşüt gibi) = Büyük hava direnci = Yavaş düşme

Ortam yoğunluğu da çok önemli. Su ortamında hava ortamından çok daha fazla direnç vardır. Bu yüzden suda hareket etmek havada hareket etmekten zordur.