Serbest Düşme

1. Durgun hâldeyken serbest bırakılan bir cismin 3. saniye sonundaki hızı sorulmaktadır. Hava direnci önemsizken bu hız kaç m/s olur?

v = g × t

• A) 30
• B) 20
• C) 15
• D) 10
• E) 45

Doğru cevap: A — Serbest düşmede hız v = g × t bağıntısıyla artar; g = 10 m/s² ve t = 3 s için v = 30 m/s bulunur.

1. İlk hız sıfırdır.
2. v = g × t bağıntısı kullanılır.
3. v = 10 × 3 = 30 m/s.

2. 20 metre yükseklikten serbest bırakılan bir cismin yere ulaşma süresi sorulmaktadır. Hava direnci önemsizken bu süre kaç saniyedir?

h = g × t² / 2

• A) 1
• B) 1,5
• C) 2
• D) 3
• E) 4

Doğru cevap: C — h = g × t² / 2 bağıntısında h = 20 ve g = 10 yazılırsa t² = 4, buradan t = 2 s elde edilir.

1. Bağıntıda h ve g yerine konur: 20 = 10 × t² / 2.
2. t² = 4 bulunur.
3. t = 2 saniyedir.

3. Tabloda serbest düşen bir cismin ardışık eşit zaman aralıklarında aldığı yollar verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tabloda boş bırakılan yol kaç metredir?

• A) 5
• B) 10
• C) 15
• D) 20
• E) 25

Doğru cevap: E — Ardışık eşit zaman aralıklarında alınan yollar 1, 3, 5 sayılarıyla orantılıdır; 5 m ve 15 m’den sonra 25 m gelir.

1. İlk aralıkta 5 m, ikincide 15 m alınmış.
2. Oran 1 : 3 : 5 biçimindedir.
3. Üçüncü aralık 5 × 5 = 25 metredir.

4. Aynı yükseklikten aynı anda bırakılan 1 kg ve 4 kg kütleli iki demir bilye gözlenmektedir. Hava direncinin önemsiz olduğu bu ortamda bilyelerin yere varışı için ne söylenir?

• A) Ağır olan önce varır.
• B) İkisi aynı anda varır.
• C) Hafif olan önce varır.
• D) Ağır olan iki kat hızlı düşer.
• E) İkisi de düşmez.

Doğru cevap: B — Serbest düşmede ivme kütleye bağlı değildir; aynı yükseklikten bırakılan cisimler aynı sürede yere ulaşır.

1. İvme her iki cisim için de g’dir.
2. Yükseklik ve ilk hız aynıdır.
3. Düşme süresi de aynı olur.

5. Grafikte serbest düşen bir cismin hızının zamanla değişimi verilmiştir. Grafiğin eğiminin fiziksel karşılığı aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Alınan yol
• B) Cismin kütlesi
• C) Cismin ağırlığı
• D) Yer çekimi ivmesi
• E) Hava direnci

Doğru cevap: D — Hız-zaman grafiğinin eğimi ivmeyi verir; serbest düşmede bu ivme yer çekimi ivmesidir.

1. Eğim, hız değişiminin zamana oranıdır.
2. Bu oran ivmenin tanımıdır.
3. Serbest düşmede ivme g’dir.

6. Bir cam tüpün içindeki hava boşaltıldıktan sonra tüy ile madenî para aynı anda bırakılmıştır. Bu deneyde gözlenecek sonuç aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Para belirgin biçimde önce düşer.
• B) Tüy önce düşer.
• C) İkisi aynı anda düşer.
• D) Tüy havada asılı kalır.
• E) Para havada asılı kalır.

Doğru cevap: C — Tüyün geride kalmasının nedeni hava direncidir; hava boşaltılınca tek etki yer çekimi kalır ve ikisi birlikte düşer.

1. Normalde tüyü yavaşlatan hava direncidir.
2. Tüpte hava yoktur.
3. Geriye yalnız yer çekimi kalır, ikisi birlikte düşer.

7. 45 metre yükseklikten serbest bırakılan bir cismin yere çarpma hızı sorulmaktadır. Hava direnci önemsizken bu hız kaç m/s olur?

v² = 2 × g × h

• A) 10
• B) 15
• C) 20
• D) 25
• E) 30

Doğru cevap: E — v² = 2 × g × h bağıntısında g = 10 ve h = 45 yazılırsa v² = 900, buradan v = 30 m/s bulunur.

1. Bağıntıya değerler yazılır: v² = 2 × 10 × 45.
2. v² = 900 bulunur.
3. v = 30 m/s.

8. Bir cismin yalnız yer çekimi etkisinde, ilk hızı sıfır olacak biçimde düşmesi incelenmektedir. Bu harekete verilen ad aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Düşey atış
• B) Serbest düşme
• C) Yatay atış
• D) Eğik atış
• E) Düzgün çembersel hareket

Doğru cevap: B — İlk hızın sıfır olduğu ve yalnız yer çekiminin etkidiği düşme hareketine serbest düşme denir.

1. İlk hız sıfırdır.
2. Tek etki yer çekimidir.
3. Bu hareketin adı serbest düşmedir.

9. Tabloda serbest düşen bir cismin hızının zamana göre değerleri verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tabloda eksik kalan hız değeri kaçtır?

• A) 25
• B) 28
• C) 29
• D) 30
• E) 35

Doğru cevap: D — Hız her saniyede 10 m/s artmaktadır; 3. saniyede hız 30 m/s olur.

1. Hız artışı her saniye 10 m/s’dir.
2. Bu artış g değerine eşittir.
3. 3. saniyede hız 30 m/s olur.

10. Serbest düşen bir cismin ardışık eşit zaman aralıklarında aldığı yollar 1, 3, 5 sayılarıyla orantılıdır. Bu orantının fiziksel nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Hızın zamanla düzgün biçimde artması
• B) Kütlenin zamanla artması
• C) Hava direncinin zamanla artması
• D) Yer çekiminin yükseklikle azalması
• E) Hızın sabit kalması

Doğru cevap: A — Sabit ivmeyle hız düzgün arttığı için her yeni aralıkta ortalama hız da düzgün artar; alınan yollar tek sayılarla orantılı olur.

1. İvme sabittir, hız düzgün artar.
2. Her aralığın ortalama hızı bir öncekinden büyüktür.
3. Alınan yollar 1, 3, 5 biçiminde ilerler.

11. Havada düşen bir cismin hızı arttıkça üzerine etkiyen hava direnci de artar; direnç ağırlığa eşitlendiğinde hız sabitlenir. Ulaşılan bu sabit hıza verilen ad nedir?

• A) Ortalama hız
• B) Anlık hız
• C) İlk hız
• D) Kaçış hızı
• E) Limit hız

Doğru cevap: E — Net kuvvetin sıfırlanmasıyla ulaşılan ve artık değişmeyen bu hıza limit hız denir.

1. Direnç ağırlığa eşitlenir.
2. Net kuvvet sıfır olur, ivme kalmaz.
3. Hız sabitlenir; bu hız limit hızdır.

12. Grafikte hava direnci etkisindeki bir cismin hızının zamanla değişimi verilmiştir. Grafiğin yatay hâle geldiği bölümde cismin ivmesi için ne söylenir?

• A) Sürekli artmaktadır.
• B) Sıfırdır.
• C) En büyük değerindedir.
• D) Negatiftir ve büyümektedir.
• E) Hızla artmaktadır.

Doğru cevap: B — Hız-zaman grafiğinin yatay bölümünde eğim sıfırdır; eğim ivmeyi verdiğine göre ivme de sıfırdır.

1. Yatay bölümde hız değişmiyor.
2. Eğim sıfırdır.
3. Eğim ivme olduğundan ivme sıfırdır.

13. Bir paraşütçü paraşütünü açtığında hava direnci aniden artar ve bir süre sonra sabit hızla inmeye başlar. Paraşütün açılmasının limit hız üzerindeki etkisi nedir?

• A) Limit hızı artırır.
• B) Limit hızı değiştirmez.
• C) Paraşütçünün ağırlığını artırır.
• D) Limit hızı düşürür.
• E) İvmeyi sürekli büyütür.

Doğru cevap: D — Açılan paraşüt kesit alanını büyütür; aynı direnç kuvvetine daha düşük hızda ulaşılır, yani limit hız düşer.

1. Paraşüt kesit alanını büyütür.
2. Hava direnci daha küçük hızda ağırlığa eşitlenir.
3. Limit hız düşer.

14. Boyutları özdeş ama kütleleri farklı iki top hava içinde aynı yükseklikten bırakılmıştır. Bu topların limit hızlarıyla ilgili olarak ne söylenebilir?

• A) Kütlesi büyük olanın limit hızı daha büyüktür.
• B) İkisinin limit hızı eşittir.
• C) Kütlesi küçük olanın limit hızı daha büyüktür.
• D) Limit hız kütleye hiç bağlı değildir.
• E) İkisi de limit hıza ulaşamaz.

Doğru cevap: A — Direnç kuvveti ancak daha büyük hızda daha büyük ağırlığa eşitlenebilir; kesitleri aynıysa ağır olanın limit hızı büyüktür.

1. Limit hızda direnç ağırlığa eşittir.
2. Ağırlık büyükse eşitlik için direnç de büyük olmalıdır.
3. Direnç hızla arttığından limit hız büyür.

15. Yer çekimi ivmesinin 10 m/s² alındığı bir ortamda serbest düşen bir cisim inceleniyor. Bu cismin hızı her saniyede ne kadar artar?

g = 10 m/s²

• A) 1 m/s
• B) 5 m/s
• C) 10 m/s
• D) 20 m/s
• E) 100 m/s

Doğru cevap: C — İvmenin 10 m/s² olması, hızın her saniyede 10 m/s arttığı anlamına gelir.

1. İvme, hızın saniyedeki değişimidir.
2. g = 10 m/s² verilmiştir.
3. Hız her saniye 10 m/s artar.

16. Tabloda iki cismin bırakılma yüksekliği ve yere varış süresi verilmiş, biri boş bırakılmıştır. Tablodaki boşluğa gelmesi gereken süre kaç saniyedir?

• A) 2
• B) 4
• C) 6
• D) 8
• E) 16

Doğru cevap: B — Yükseklik sürenin karesiyle orantılıdır; yükseklik 4 katına çıkarsa süre 2 katına çıkar ve 4 s olur.

1. h = g × t² / 2 bağıntısında h, t ile karesel değişir.
2. Yükseklik 20’den 80’e, yani 4 katına çıkmıştır.
3. Süre 2 katına çıkar: 2 × 2 = 4 s.

17. Bir öğrenci serbest düşmede düşme süresinin kütleye bağlı olmadığını göstermek istemektedir. Bu iddiayı sınamak için yapması gereken düzenek hangisidir?

• A) Aynı kütleli iki cismi farklı yükseklikten bırakmak
• B) Tek bir cismi arka arkaya birkaç kez bırakmak
• C) Farklı yükseklikten farklı kütleler bırakmak
• D) Farklı kütleli ama aynı biçimli iki cismi aynı yükseklikten aynı anda bırakmak
• E) Cisimleri yatay doğrultuda atmak

Doğru cevap: D — Kütlenin etkisini ölçmek için yalnız kütle değişmeli, yükseklik ve biçim (hava direnci) sabit tutulmalıdır.

1. Sınanan değişken kütledir.
2. Diğer değişkenler sabit tutulmalıdır.
3. Aynı yükseklik ve aynı biçim bunu sağlar.

18. Açık bir kâğıt yaprağı ile aynı kütledeki buruşturulmuş kâğıt aynı yükseklikten bırakıldığında farklı sürelerde yere ulaşmaktadır. Bu farkın nedeni aşağıdakilerden hangisidir?

• A) Yüzey alanı büyük olanın daha çok hava direnci görmesi
• B) Kütlelerinin birbirinden farklı olması
• C) Yer çekimi ivmesinin değişmesi
• D) Kâğıdın renginin etkili olması
• E) Bırakma yüksekliklerinin farklı olması

Doğru cevap: A — Kütleler eşit olduğuna göre farkı yaratan tek etken hava direncidir; direnç, havayla temas eden kesitle büyür.

1. Kütleler eşittir, yer çekimi aynıdır.
2. Geriye tek fark yüzey alanıdır.
3. Büyük yüzey daha çok direnç görür.

19. Serbest düşen bir cismin düşme süresi iki katına çıkarılmaktadır. Buna göre cismin aldığı yol kaç katına çıkar?

h ~ t²

• A) 2
• B) 3
• C) 4
• D) 6
• E) 8

Doğru cevap: C — Yol sürenin karesiyle orantılıdır; süre 2 katına çıkarsa yol 2² = 4 katına çıkar.

1. h = g × t² / 2 bağıntısında yol t ile karesel değişir.
2. Süre 2 katına çıkarılıyor.
3. Yol 4 katına çıkar.

20. Hava direncinin önemsiz olduğu bir ortamda serbest düşen cisimlerin ivmesi sabittir ve kütleden bağımsızdır. Bu bilgiye dayanarak aşağıdakilerden hangisi söylenemez?

• A) Hız zamanla düzgün olarak artar.
• B) İvme hareket boyunca sabittir.
• C) Kütle düşme süresini etkilemez.
• D) Alınan yol zamanın karesiyle orantılıdır.
• E) Ağır cisimler her zaman daha kısa sürede düşer.

Doğru cevap: E — İvme kütleden bağımsız olduğuna göre ağır cismin daha kısa sürede düşmesi verilen bilgiyle çelişir.

1. Bilgi, ivmenin kütleden bağımsız olduğunu söylüyor.
2. Aynı yükseklikte süre yalnız ivmeye bağlıdır.
3. Ağır cismin önce düşmesi çelişkidir.