11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 90 Cevapları (MEB Yayınları)

1. ÜNİTE Bir akışkan içinde hareket eden cisme cismin hareketinin tersi yönde akış­ kan tarafından uygulanan kuvvete direnç kuvveti (F "

d) veya sürüklenme kuvveti denir. Havadaki bir uçaktan yere göre serbest düşme hareketi­ ne başlayan bir paraşütçünün düşey doğrultudaki ilk hızı sıfır olduğu için (Görsel 1.24) atlayışın başlangıcında paraşütçüye düşey yönde etki eden hava direnci de sıfırdır. Böylece paraşütçü, yer çekimi kuvvetinin etkisiyle hızlanmaya başlar. Paraşütçünün sürati arttıkça harekete zıt yöndeki hava direnç kuvveti bü­ yür. Bu durum, net kuvveti ve dolayısıyla paraşütçünün ivmesinin büyük­ lüğünü azaltır. İvmelenme, paraşütçünün sürati belirli bir değere ulaşana kadar devam eder (Görsel1.25). Hava direnç kuvveti yer çekimi kuvvetine eşit büyüklüğe ulaşınca net kuvvet değeri sıfır olur. Bu andan itibaren ivme de sıfır olur ve paraşütçü (Görsel 1.26) sabit bir hızla düşmeye başlar. Paraşütçünün hareket ettiği bu hız büyüklüğüne limit hız denir. Direnç kuvvetinin (F "

d) bağlı olduğu değişkenler ve açıklamaları Tablo 1.2’de verilmiştir. Değişken Açıklama Sürtünme katsayısı (k) Cisim ile içinde hareket ettiği akışkan arasındaki sürtünmeyi ifade eden boyutsuz bir katsayı Kesit alanı (A) Cismin, hareket doğrultusuna dik olan en büyük kesit alanı Hız büyüklüğü (θ) Cismin akışkana göre hız büyüklüğü Tablo 1.2: Direnç Kuvvetinin Bağlı Olduğu Değişkenler Direnç kuvvetinin büyüklüğü aşağıdaki matematiksel model ile ifade edilir: Fd = k . A . θ 2 Paraşütçünün limit hıza ulaşma anında direnç kuvveti ve ağırlığı eşit büyük­ lükte olacağından m . g = k . A . θ 2 ifadesinden yola çıkılarak limit hız büyüklü­ ğünün matematiksel modeli olan . . k A m g θ = elde edilir. Limit hız; yağmur ve dolu damlalarının çok yüksek hızlarla yere ulaşmaması, böceklerin yüksekten düşerken zarar görmemesi, paraşütçülerin güvenle yere inebilmesi, kar tanelerinin usulca yağması, karahindiba tohumlarının havada süzülerek uzaklara taşınabilmesi gibi durumların başlıca nedenidir. Görsel 1.24: Paraşütçünün atlama anı Yer çekimi kuvveti Görsel 1.25: Paraşütçünün hızlanma anı Yer çekimi kuvveti Hava direnç kuvveti Görsel 1.26: Paraşütçünün limit hıza ulaşma anı Yer çekimi kuvveti Hava direnç kuvveti