10. Sınıf Fizik Sayfa 67 Performans Görevi
Konu: Serbest Düşme Hareketi – Dünya ve Mars Karşılaştırması
Amaç
Bu çalışmanın amacı, serbest düşme hareketini farklı gezegenlerde karşılaştırmak, Dünya ve Mars’taki çekim ivmesi farklarının cisimlerin hız ve yer değiştirme miktarına etkilerini incelemek, elde edilen sonuçları tablo ve grafiklerle açıklamaktır.
Bilimsel Arka Plan
- Aristo (MÖ 322): Ağır cisimlerin hafif cisimlere göre daha hızlı düştüğünü ileri sürmüştür.
- Galileo: Deneylerle bu düşünceyi çürütmüş, hava direnci yok sayıldığında tüm cisimlerin aynı ivme ile düştüğünü kanıtlamıştır.
- Newton: Evrensel kütle çekim yasası ile serbest düşmeyi matematiksel olarak açıklamış, klasik fiziğin temellerini atmıştır.
Dünya ve Mars’ta Serbest Düşme Hareketi
- Dünya çekim ivmesi: g ≈ 10 m/s²
- Mars çekim ivmesi: g ≈ 4 m/s²
Aynı süre sonunda Dünya’daki cisimlerin hız ve yer değiştirmesi çok daha büyüktür.
Tablo: Dünya ve Mars Karşılaştırması
| Gezegen | Çekim İvmesi (g) | 5. Saniyedeki Hız (v = g·t) | 5. Saniyedeki Yer Değiştirme (h = ½·g·t²) |
|---|---|---|---|
| Dünya | 10 m/s² | 50 m/s | 125 m |
| Mars | 4 m/s² | 20 m/s | 50 m |
Grafik Yorumları
- Zaman – Yer Değiştirme Grafiği: Dünya eğrisi Mars’a göre daha dik, yani cisimler daha kısa sürede daha fazla yol alır.
- Zaman – Hız Grafiği: Dünya’da hız artışı Mars’tan yaklaşık 2,5 kat daha fazladır.
Sonuçlar ve Değerlendirme
- Serbest düşme hareketinde cisimlerin kütlesi önemsizdir, ivme yalnızca gezegenin çekim gücüne bağlıdır.
- Dünya’da daha yüksek çekim ivmesi olduğu için cisimler daha kısa sürede yüksek hızlara ulaşır.
- Mars’ta ise düşüş daha yavaş gerçekleşir, cisimler daha az yol alır.
- Bu gözlemler, gezegenler arası fiziksel farklılıkları anlamamızda önemli rol oynar.