Limit Hız Nedir?

By TR Akademi Ara 9, 2021

Limit hız nedir? Limit hıza etki eden değişkenler nelerdir?

Hava direncinin olduğu bir ortamda serbest bırakılan cisimlere hava molekülleri bir direnç kuvveti uygular. Cismin hızı arttıkça havanın uyguladığı direnç kuvveti de artar ve öyle bir an gelir ki, hava direnç kuvveti cismin ağırlığına eşit olur. Bu durumda cismin üzerinde ki net kuvvet sıfır olduğundan cisim sabit hızla hareket etmeye başlar bu hıza limit hız denir.

Limit hız kavramı günlük hayattan örneklerle (yağmur damlalarının canımızı acıtmaması vb.) açıklanır.

#Akışkan içinde hareket eden cisimlere hareketi engelleyici kuvvetler etki eder.

Limit Hız Formülü, m kütleli bir cismin, havadan bırakıldığını farz edelim. Cisim boşluğa bırakıldığında ilk etapta hiç bir hıza sahip değildir. Hızın 0 olduğu ortamda havanın direnç kuvveti de 0’dır. Boşluktan bırakılan cisim hız kazanmaya başladıkça bu duruma bağlı olarak havanın direnç kuvvet de artmaya başlar. Havanın direnç kuvveti cismin ağırlığına eşit olduğu zaman, net kuvvet 0 olur ve cisim sabit bir hız ile düşmeye başlar. Bu sabit hıza limit hız adı verilir.

Limit hız formülü nedir?

Bir cisim limit hızdan daha büyük bir hız ile atılır ise, cisim atıldığı anda cisme uygulanan direnç kuvveti cismin ağırlığından daha büyük olur. Bu durumda cisim önce yavaşlar, limit hıza ulaştığı zaman da sabit hız ile yoluna devam eder. Limit hız kavramını anlamaya çalışırken bilinmesi gereken en önemli şey havanın direnç kuvvetidir.

Havadan serbest bırakılan bir cismin aşağı doğru düşmesi bildiğimiz bir olaydır. Bu durum yer çekimi kuvvetinin varlığını göstermektedir.

Havasız bir ortamda serbest bırakılan bir cisim, yer çekimi etkisiyle aşağıya doğru g ivmesi ile düşer. Buna serbest düşme denir. Cismin her saniyede ki hızı yer çekimi ivmesi kadar artış gösterir.

Havanın olduğu bir ortamda ağır bir cismin hafif bir cisimden daha hızlı ve önce aşağı düşeceği kesindir. Ama havasız bir ortam da bir leblebi ile kuş tüyü aynı hız ile yere düşer.

Normal şartlarda sıvı ve gaz gibi akışkanlar içerisinde hareket eden cisimlere bir direnç kuvveti uygulanır. Bu direnç kuvveti;

cismin hareket doğrultusuna dik, en geniş alan ile doğru orantılıdır.
Hızın kendisi veya karesi ile doğru orantılıdır.
Direnç kuvveti cismin biçimine ve havanın yoğunluğuna bağlıdır.

Yukarıdan aşağıya düşey atışta;

Havasız bir ortamdan yerden belli bir mesafe yükseklikten v0 hızı ile aşağı doğru atılan bir cisim ağırlık kuvvetinin etkisi ile aşağı doğru g ivmesi ile hızlanan bir hareket yapar. Serbest düşme hareketinden fark ilk hızın oluşudur. Aynı yükseklikten serbest bırakılan bir cisim ile aşağı doğru v0 hızı ile atılan cisimlerden ilk hızı olan daha önce ve daha büyük bir hız ile yere çarpar.

Aşağıdan yukarı düşey atışta;

Havanın olmadığı bir ortamda aşağıdan yukarı doğru v0 hızı ile atılan bir cisim yer çekimi ivmesi ile ilk önce düzgün olarak yavaşlar daha sonra durur ve ulaşabildiği en üst noktadan serbest düşme hareketi yapar. Çıkış süresi iniş süresine eşittir.