Yeryüzünde Hareket

Düşey eksende gerçekleşen atış hareketleridir. Bu türden hareketlerde cisim belirli bir yükseklikten ilk hızı olmaksızın serbest bırakılabilir ya da belirli bir ilk hıza sahip olacak şekilde düşey aşağı veya düşey yukarı fırlatılabilir. Serbest düşme denilince akla ilk gelen her ne kadar belirli bir yükseklikten serbest bırakılan cisimlerin yaklaşık olarak 9,8 m/s2 olarak alınan yerçekimi ivmesiyle yeryüzüne doğru düşmeleri algılansa da, aslında hareketin düşey aşağı veya düşey yukarı olmasına bakılmaksızın belirli hızlarla aşağı ya da yukarı yönlü hareketlerin tamamında cisim serbestçe düşmektedir.

Bir cisim düşey olarak aşağı doğru fırlatılırsa hareketine belirli bir ilk hıza sahip olarak başlayacaktır. Bu tür hareketlere yukarıdan aşağıya doğru düşey atış hareketleri adı verilmektedir. Atış sonrası serbest kalan cisim g yerçekimi ivmesiyle hareket edecektir. g ivmesinin yönü her zaman olduğu gibi aşağı yani yeryüzüne doğru olacaktır. Dolayısıyla cisim sabit g ivmesiyle hareket edecektir.

Yerden düşey yukarı fırlatılan cisimlerin hareketi aşağıdan yukarı dü- şey atış hareketi olarak adlandırılır. Bu harekette cisim sıfırdan farklı bir ilk hıza sahip olup, maksimum yüksekliğe ulaşıncaya kadar düzgün olarak yavaşlar ve hareketin tepe noktasında hızı sıfır olur. Daha sonra tekrar düşey aşağı yönde hızlanarak hareketine devam eder. Cisim hem yukarı yönde hem de aşağı yönde hareket ederken ivmesinin büyüklüğü ve yönü değişmez ve ivmenin yönü daima düşey aşağı yani yeryüzüne doğrudur.

Bir cismin yatay düzlemle 90°’ nin dışında ya da yere paralel olmamak kaydıyla herhangi bir açıyla bir v0 ilk hızıyla fırlatılmasına eğik atış hareketi denilmektedir. Bu hareketin iki bileşeni vardır. Birincisi düşey doğrultuda olan hareket, ikincisi ise yatayda gerçekleşen harekettir. Hareketin en önemli özelliklerinden biri yataydaki hız bileşeni v0x’ in tüm hareket boyunca sabit kalmasıdır. Buna karşın düşey doğrultudaki hız bileşeni v0y tepe noktasına ulaşıncaya kadar düzgün olarak azalmakta, daha sonra düzgün olarak artmaktadır. Yatay bileşenin hızı v0x sabit kaldığından yatay düzlemde ivme sıfır kabul edilirken, düşey bileşen yerçekimi ivmesi g’ nin tesirinde değişim göstermektedir. Yani eğik atış hareketi yatayda sabit hızlı düzgün doğrusal hareket, düşeyde ise aşağıdan yukarıya doğru düşey atış hareketinin bileşkesidir.

Belirli bir yükseklikten zemine paralel olarak fırlatılan cisimlerin hareketleri yatay atış hareketi olarak ifade edilir. Bu hareketin iki bileşeni söz konusudur. Yatay hız bileşeni v0 olup fırlatma hızına eşittir ve bu hız cisim yere düşene kadar sabit büyüklüktedir, yani değişmez. Düşeyde ise ilk hızsız serbest düşme hareketi söz konusudur. Düşey hız bileşeni sabit ivmeli hareket yapar yani hızı zamanla g yerçekimi ivmesine bağlı olarak artış gösterir.

Cisimlerin hareketleri belirli referans noktalarına göre tanımlanır. 90 km/h hızla giden araba derken bu hız kime göre tanımlanmıştır? Araba hangi hızla giderse gitsin sürücüye göre hareketsiz sayılır, çünkü sürücü arabanın içinde olup arabayla aynı hızla gitmektedir. Dolayısıyla hareketi tanımlarken gözlemci ve gözlenen ilişkisi önemlidir. Belirli bir referans sisteminde hareket halinde olan nesnelerin birbirlerine göre bağıl hareketleri söz konusudur. Örneğin düz bir yolda 50 m/s’ lik hızlarla yan yana giden iki otomobildeki sürücüler birbirlerini hareket etmiyormuş gibi görürler. Oysa yol üzerinde harekesiz bir gözlemci için her iki otomobilde 50 m/s’ lik hızlarla hareket ediyor olacaktır. Dolayısıyla algılanan hız kavramı gözlemcinin ve gözlenen nesnenin hareket durumundan bağımsız değildir. Genel olarak iki cismin bağıl hızı gözlenen cismin hızından gözlemcinin hızının vektörel olarak çıkarılmasıyla elde edilir.

VBağıl = VGözlenen – VGözlemci

Bu durumda gözlemi yapan A aracının sürücüsüdür. +x ekseni yönünde ilerlediği için VA = 90m/s olarak alınır. B aracı gözlenen araçtır ve o da +x yönünde hareket ettiğinden VB = 70m/s olarak alınır. Bu durumda A aracındaki gözlemci B aracını;

hızla –x yönünde gidiyor gibi görür. Sonuçta yer alan (–) işareti –x yönünü ifade eder.

Gözlemci Ali’ dir. –x ekseni yönünde hareket ettiği için VAli = –5m/s’ dir. Gözlenen Efe’ dir. +x ekseni yönünde hareket ettiği için VEfe = +2m/s’ dir. Bu durumda;

olarak bulunur. Yani Ali, Efe’yi +x ekseni yönünde 7 m/s’ lik bir hızla hareket ediyormuş gibi görür. Sonucun (+) olması +x yönünü ifade etmektedir.