Serbest düşme hareketi formülleri nelerdir?

Yer çekimi etkisiyle cisimlerin hareketini inceleyen serbest düşme kavramı, sabit ivmeli hareketin temel örneklerinden birini oluşturur. Bu fiziksel olayın matematiksel modeli, hareketin analizinde kullanılan formüller ve pratik uygulamalar aşağıda özetlenmiştir.

Konu kakkında 1 soru soruldu ve cevaplandı

Serbest Düşme Hareketi Nedir?

Serbest düşme, bir cismin yalnızca yer çekimi kuvvetinin etkisiyle (hava direnci gibi diğer kuvvetler ihmal edilerek) hareket ettiği duruma denir. Bu hareket, sabit ivmeli doğrusal hareketin özel bir türüdür ve ivme, yer çekimi ivmesi olan "g" ile ifade edilir. Dünya üzerinde ortalama yer çekimi ivmesi yaklaşık 9.8 m/s²'dir, ancak problemlerde genellikle 10 m/s² olarak yuvarlanarak kullanılır.

Temel Serbest Düşme Formülleri

Serbest düşme hareketinde kullanılan temel formüller, sabit ivmeli hareket formüllerinden türetilir. Bu formüllerde:

h: Yükseklik (metre, m)
v: Hız (metre/saniye, m/s)
g: Yer çekimi ivmesi (m/s²)
t: Zaman (saniye, s)
v₀: Başlangıç hızı (serbest bırakılan cisimlerde genellikle 0 m/s)

1. Hız Formülleri

Herhangi bir t anındaki hız: v = v₀ + g·t
Başlangıç hızı sıfır ise (v₀ = 0): v = g·t
Yükseklikten bağımsız hız formülü: v² = v₀² + 2·g·h

2. Yükseklik (Konum) Formülleri

Herhangi bir t anında alınan yol: h = v₀·t + (1/2)·g·t²
Başlangıç hızı sıfır ise: h = (1/2)·g·t²

3. Zaman Formülleri

Belirli bir yükseklikten düşme süresi (v₀ = 0): t = √(2h/g)
Yere çarpma hızı (v₀ = 0): v = √(2g·h)

Önemli Notlar

Serbest düşme hareketinde ivme daima aşağı yöndedir ve sabittir.
Hava direnci ihmal edilir.
Formüllerdeki işaretler genellikle aşağı yön pozitif kabul edilerek yazılır.
Yer çekimi ivmesi g, gezegene göre değişiklik gösterir (Ay'da 1.6 m/s², Mars'ta 3.7 m/s² gibi).

Örnek Problem

80 metre yükseklikten serbest bırakılan bir cismin: