Yüksekten bırakılan cisimlerin yere düşme hızları ve süreleri neye göre değişir? Hangi cisimler, neden daha hızlı düşer?
Cisimlerin Yere Düşme Hızları – Süreleri
Cisimler hareket eder, çünkü bir kuvvet onları, itmek ya da çekmekle etkiler. Cisimler düşer, çünkü yerçekimi kuvveti onları dünyaya doğru çeker. Kuvvetler cisimleri hızlandırmaya çalışır, yerçekimi de bundan ayrık değildir. Örneğin bir yardan aşağı düşen taş yaklaşık olarak saniyede 980 santimetrelik bir ivme kazanır. Bu demektir ki, taşın her saniyedeki hızı bir önceki saniyedeki hızından, saniyede 980 santimetre daha fazladır. Bunu kolayca açıklamak için taşın çeşitli zamanlarda ne kadar hızlı düştüğünü düşünelim.
Şeklin Açıklaması : Düşen cismin ağırlığı ne olursa olsun hızı her saniyede kabaca saniyede 09.8 metre kadar artar, ilk saniyenin sonunda hızı saniyede 9.8 metredir, fakat ilk saniye esnasındaki ortalama hızı sadece saniyede 4-9 metredir, çünkü başlangıçta cismin hızı sıfırdır. O halde cisim birinci saniyede 4-9 metre kadar düşer. İkinci saniyenin başlangıcında hızı saniyede 9.8 metredir. İkinci saniyenin sonundaki hızı saniyede 19.6 metreye çıkmıştır. İkinci saniye esnasında ortalama hız saniyede 14-7 metredir. O halde ikinci saniyede cisim 14.7 metre düşer. Üçüncü saniye sonunda hız 29.4 metreye çıkmıştır. Üçüncü saniye esnasında ortalama hız saniyede 24-5 metredir. O halde üçüncü saniyede cisim 24.5 metre düşer.
İlk anda taşın hızı saniyede 0 santimetredir ve taş durmaktadır. 1 saniyenin sonunda saniyede 980 santimetrelik bir hızla düşmektedir. 2 saniye sonunda hızı saniyede 1960 santimetre, üçüncü saniye sonunda saniyede 2940 santimetre… dir. Demek ki, taş her saniyenin sonunda saniyede 980 santimetre daha hızlı hareket eder.
Düşen cisimler hakkında işaret edilmesi gereken önemli noktalardan biri, bunlar ne kadar ağır olursa olsun her zaman aynı hızla düştükleridir. Ünlü İtalyan bilgini Galileo, yüksek bir duvarın üzerinden ağır bir top güllesiyle hafif bir bilyayı aynı anda bırakarak bunu ispat etmiştir.
Bazı cisimlerin başkalarından daha hızlı düşmelerinin başlıca nedeni havanın direncidir. Örneğin bir tavuk tüyü aşağı doğru çok yavaş iner, çünkü havanın etkisinde olan yüzeyi gayet geniştir. Düzgün ve ucu sivriltilmiş bir tüfek kurşunuysa tüyden daha çabuk düşer, çünkü havayı daha kolaylıkla yarar.
Biçimleri aynı, ağırlıkları farklı olan iki cisim aynı hızla düşer. Hava direnci her ikisini de aynı derecede yavaşlatır. Biçimleri başka başka ve havadan gördüğü dirençleri farklı olan iki cisim, ağırlıkları aynı olsa bile farklı derecede hızlanır.
Düşen cisimlerin yerçekiminden ileri gelen ivmesi enlem (ekvatordan olan uzaklık) ile ve yükseklikle değişir. Londra’da, deniz seviyesinde ivme saniyede saniyede 981.18 santimetredir. Kuzey kutbunda saniyede saniyede 983.21 santimetredir. Ekvatorda deniz seviyesinde saniyede saniyede 978,04 santimetredir. Washington-da deniz seviyesinde saniyede saniyede 980.08 santimetredir.
