🎓 10. Sınıf
📚 10. Sınıf Fizik
💡 10. Sınıf Fizik: Serbest Düşme Çözümlü Örnekler
10. Sınıf Fizik: Serbest Düşme Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Yer çekimi ivmesinin \( g = 10 \) olduğu sürtünmesiz bir ortamda, bir kulenin tepesinden serbest bırakılan taş \( 3 \) saniye sonra yere çarpıyor. Taşın yere çarpma hızı kaç olur?
Çözüm:
- 💡 Serbest düşmede hız formülü: \( v = g \times t \) şeklindedir.
- 📌 Soruda verilen değerler: \( g = 10 \) ve \( t = 3 \) olarak alınır.
- 👉 Değerleri formülde yerine yazalım:
- ✅ Buradan taşın yere çarpma hızı \( v = 30 \) olarak bulunur.
Örnek 2:
Sürtünmelerin ihmal edildiği bir ortamda serbest bırakılan bir cisim \( 4 \) saniyede yere ulaşıyor. Cismin bırakıldığı yükseklik kaç metredir? (\( g = 10 \))
Çözüm:
- 💡 Serbest düşen bir cismin aldığı yol (yükseklik) formülü: \( h = \frac{1}{2} \times g \times t^2 \) şeklindedir.
- 📌 Yer çekimi ivmesi \( g = 10 \) ve süre \( t = 4 \) saniyedir.
- 👉 Formülü basitleştirerek uygulayalım:
- Süreyi yerine koyduğumuzda:
- ✅ Cismin bırakıldığı yükseklik \( h = 80 \) metre olarak hesaplanır.
Örnek 3:
Sürtünmesiz ortamda \( 45 \) metre yükseklikten serbest bırakılan bir topun yere ulaşma süresi ve yere çarpma hızı nedir? (\( g = 10 \))
Çözüm:
- 💡 İlk olarak uçuş süresini bulmak için yükseklik formülünü kullanalım:
- 📌 Verilen yüksekliği yerine yazalım:
- 👉 Topun yere ulaşma süresi \( t = 3 \) saniyedir.
- 👉 Şimdi de yere çarpma hızını hesaplayalım:
- ✅ Yere çarpma hızı \( v = 30 \) olarak bulunur.
Örnek 4:
Sürtünmesiz bir ortamda iki farklı cisim sırasıyla \( h_1 \) ve \( h_2 \) yüksekliklerinden serbest bırakılıyor. Birinci cisim \( 2 \) saniyede, ikinci cisim ise \( 3 \) saniyede yere düştüğüne göre, yüksekliklerin oranı olan \( \frac{h_1}{h_2} \) kaçtır?
Çözüm:
- 💡 Serbest düşmede yükseklik formülü \( h = 5 \times t^2 \) bağıntısı ile bulunur.
- 📌 Birinci cisim için yüksekliği hesaplayalım:
- 📌 İkinci cisim için yüksekliği hesaplayalım:
- 👉 Şimdi bu iki değeri oranlayalım:
- ✅ Pay ve paydayı \( 5 \) ile sadeleştirdiğimizde oran \( \frac{4}{9} \) olarak elde edilir.
Örnek 5:
Sürtünmesiz bir ortamda yüksek bir binanın çatısından serbest bırakılan bir taş, hareketinin son saniyesinde \( 35 \) metre yol alıyor. Taşın serbest bırakıldığı toplam yükseklik kaç metredir? (\( g = 10 \))
Çözüm:
- 💡 Serbest düşen cisimler her saniye sırasıyla \( 5 \), \( 15 \), \( 25 \), \( 35 \), \( 45 \) metre yol alırlar.
- 📌 Taşın son saniyede aldığı yol \( 35 \) metre olduğuna göre, bu hareketin saniye saniye aldığı yollar şu şekildedir:
- 1. saniyede: \( 5 \) metre
- 2. saniyede: \( 15 \) metre
- 3. saniyede: \( 25 \) metre
- 4. saniyede: \( 35 \) metre (Son saniye)
- 👉 Bu durumda hareket toplam \( 4 \) saniye sürmüştür.
- 👉 Toplam yüksekliği bulmak için bu yolları toplayalım:
- ✅ Buradan toplam yükseklik \( h = 80 \) metre olarak bulunur.
Örnek 6:
Bahçedeki bir ağacın dalında olgunlaşan bir elma, daldan koparak \( 5 \) metre yükseklikten serbest düşmeye başlıyor. Hava sürtünmesi önemsiz olduğuna göre, elma kaç saniyede yere düşer ve yere çarpma hızı ne olur? (\( g = 10 \))
Çözüm:
- 💡 Günlük hayatta karşılaştığımız bu olay tam bir serbest düşme örneğidir.
- 📌 Yükseklik formülünü kullanarak süreyi bulalım:
- 👉 Verilen yüksekliği yerine yazalım:
- 👉 Elma \( 1 \) saniyede yere düşer.
- 👉 Yere çarpma hızını bulalım:
- ✅ Elmanın yere çarpma hızı \( v = 10 \) olarak hesaplanır.
Örnek 7:
Bir kargo firması, ulaşımı zor olan bir dağ köyüne drone ile yardım paketi ulaştırmak istiyor. Drone, yerden \( 125 \) metre yükseklikte sabit dururken paketi serbest bırakıyor. Hava sürtünmesi önemsiz olduğuna göre, paketin yere ulaşana kadar her saniye aldığı yolları analiz ederek toplam uçuş süresini bulunuz. (\( g = 10 \))
Çözüm:
- 💡 Yeni nesil bu soruda paketin saniye saniye aldığı yolları analiz etmemiz isteniyor.
- 📌 Serbest düşen cisimlerin ardışık saniyelerde aldıkları yollar \( 5 \), \( 15 \), \( 25 \), \( 35 \), \( 45 \) şeklinde ilerler.
- 👉 Bu değerleri toplayarak toplam yüksekliğe ulaşmaya çalışalım:
- 1. saniye sonunda alınan yol: \( 5 \) metre
- 2. saniye sonunda alınan yol: \( 5 + 15 = 20 \) metre
- 3. saniye sonunda alınan yol: \( 20 + 25 = 45 \) metre
- 4. saniye sonunda alınan yol: \( 45 + 35 = 80 \) metre
- 5. saniye sonunda alınan yol: \( 80 + 45 = 125 \) metre
- ✅ Görüldüğü gibi toplam yol \( 125 \) metreye ulaştığında geçen süre tam olarak \( 5 \) saniyedir. Dolayısıyla paketin toplam uçuş süresi \( t = 5 \) saniye olarak bulunur.
Örnek 8:
Tarihte Galileo'nun Pisa Kulesi'nden farklı kütleli cisimleri bırakarak yaptığı ünlü deneyi modelleyen bir araştırmacı, sürtünmesiz bir laboratuvarda \( 2 \) kg ve \( 8 \) kg kütleli iki demir bilyeyi aynı anda \( 20 \) metre yükseklikten serbest bırakıyor. Bilyelerin yere düşme sürelerini karşılaştırarak hareketlerini açıklayınız. (\( g = 10 \))
Çözüm:
- 💡 Hava sürtünmesinin ihmal edildiği ortamlarda serbest düşme hareketi cisimlerin kütlesine bağlı değildir.
- 📌 Hem \( 2 \) kg hem de \( 8 \) kg kütleli bilyeler aynı yer çekimi ivmesiyle (\( g = 10 \)) hızlanırlar.
- 👉 Yere düşme süresini hesaplamak için formülümüzü kullanalım:
- 👉 Yüksekliği yerine yazalım:
- ✅ Her iki bilye de kütlelerinden bağımsız olarak tam \( 2 \) saniyede yere ulaşır. Yere çarpma hızları da eşit olup \( v = 10 \times 2 = 20 \) olur.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/10-sinif-fizik-serbest-dusme/sorular