Yukarı fırlatılan bir cisim aynı yükseklikten çıkarken ve inerken aynı büyüklükte hıza sahiptir; Bir Boyutta Sabit İvmeli Hareket konusu bu simetriyi ve onu sağlayan denklemleri kapsar.
Hız zamanla doğrusal değişirken konum, zamanın karesini içeren bir bağıntıyla değişir. Serbest düşme bu hareketin özel bir durumudur ve hava direnci ihmal edildiğinde cismin kütlesinden bağımsızdır. Gerçek dünyada ise hava direnci devreye girer ve düşen küçük cisimler limit hıza ulaşarak daha fazla hızlanmaz.
AYT Fizik sorularında hız, yükseklik ya da süre hesaplanır; kimi sorular da günlük bir gözlemin fiziksel nedenini seçeneklerden bulmayı ister. Konum-zaman ve hız-zaman grafiklerinin yorumu da bu başlığa girer.
Örnek sorular
Bir şık seç, doğru mu değil mi hemen görürsün — hiçbir şey kaydedilmez, hesap gerekmez.
1. soruKolay
Yüksek bir buluttan yere düşen küçük yağmur damlaları, düşme mesafesi büyük olmasına rağmen insan derisine çarptığında genellikle acıya neden olmaz. Bu durumun temel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?
Cevabı göster
Cevap: C — Damlalar düşerken hava direnci nedeniyle limit hıza ulaşır.
Kısaca — Yağmur damlalarının yere tehlikesiz hızlarla ulaşmasının temel nedeni, düşerken hava direnci nedeniyle limit hıza ulaşmalarıdır.
Hava direncinin bulunmadığı bir ortamda binlerce metre yüksekteki buluttan serbest düşen bir damla, sürekli hızlanarak yere mermi süratiyle çarpardı. Oysa gerçekte damla hızlandıkça maruz kaldığı hava direnç kuvveti (Fd=kAv2) hızla artar ve kısa sürede damlanın ağırlığına eşitlenir. Net kuvvet sıfır olduğunda damlanın ivmesi de sıfırlanır ve damla canımızı acıtmayacak kadar küçük, sabit bir limit hızla yere iner.
2. soruKolay
Hava direnci ihmal edilerek bir balkondan ilk hızsız bırakılan bir çiçek saksısı 2 saniye sonra yere çarpmaktadır. g=10m/s2 alınız. Buna göre saksının bırakıldığı yükseklik kaç metredir?
Cevabı göster
Cevap: E — 20
Kısaca — İlk hızsız serbest düşme yapan saksının 2 saniyede aldığı yol 20 m dir.
İlk hızı sıfır olan cisimlerin serbest düşme hareketinde aldığı yol h=21gt2 bağıntısıyla bulunur; değerleri yerine koyduğunda h=21×10×22=20 m elde edersin. Pratik olarak serbest düşen bir cisim ilk saniyede 5 m, ikinci saniyede ise 15 m düşeceğinden toplam yükseklik 5+15=20 m olur. Formüldeki 21 çarpanını unutarak doğrudan gt2=40 m hesaplamak bu sorudaki en yaygın işlem hatasıdır.
3. soruKolay
Düşey doğrultuda v0=20m/s büyüklüğündeki ilk hızla yerden yukarı fırlatılan bir cisim, yerden 15 m yüksekliğe gelmektedir. Hava direnci ihmal edilmekte ve g=10m/s2 alınmaktadır.
Cismin bu andaki hızının büyüklüğü kaç m/s’dir?
Cevabı göster
Cevap: B — 10
Kısaca — Cismin 15 m yükseklikteki hızının büyüklüğü zamansız hız formülü uygulandığında 10 m/s bulunur.
Hava direncinin ihmal edildiği düşey atış hareketinde zamansız hız bağıntısını (v2=v02−2gh) kullanabiliriz. Verilen değerleri yerine koyduğumuzda v2=202−2⋅10⋅15=400−300=100 ve buradan v=10m/s elde ederiz. Aynı sonuca mekanik enerjinin korunumundan da ulaşabilirsin: Başlangıçtaki kinetik enerjinin bir kısmı potansiyel enerjiye (mgh) dönüşür; kalan kinetik enerji hızın büyüklüğünü 10 m/s yapar. Atış hareketindeki 5-15-25 pratik yol kuralını hız değerleriyle karıştırmak en yaygın hata kaynağıdır.
Cepte soru çöz, bağımsız bir çalışma uygulamasıdır; hiçbir sınav kurumu, okul ya da resmî kurumla bağlantılı, bunlarca desteklenen veya onaylanan bir uygulama değildir.
AYT (Alan Yeterlilik Testi), Yükseköğretim Kurumları Sınavı (YKS) kapsamında ÖSYM tarafından düzenlenen resmî bir sınavın ikinci oturumudur. Bu uygulama ÖSYM ile bağlantılı değildir.
Uygulamadaki tüm sorular ve metinler Cepte soru çöz için özgün olarak hazırlanmıştır; hiçbir resmî sınavdan alınmamıştır.