Page 82 - Fizik 11 - 1. Ünite - 1. Bölüm

KUVVET VE HAREKET

Boşlukta aynı yükseklikten ve aynı anda serbest bırakılan cisimler, kütle ve kesit alanlarının büyüklüklerine bağ-
lı olmadan yan yana hareket eder. Ancak aynı şekilde akışkan bir ortam içinde bırakılırlarsa yan yana hareket
edemezler. Cisimler, bir ortam içinde hareket ederken ortamın tanecikleri ile temas eder. Temas ettikleri tane-
cikleri iterek geçtikleri için direnç kuvveti (F d ) ile karşılaşır. Direnç kuvveti de sürtünme kuvveti gibi cismin ha-
reketine zıt yönlü oluşur ve cismin hareketini zorlaştırır. Ortamın tanecik yoğunluğu arttıkça cisimlere etkiyen
direnç kuvveti de artar. Örneğin hava ortamı içinde yürürken direnç kuvveti çok fazla hissedilmediği için kolay
yürünür ancak su içinde yürürken ortamın yoğunluğu artar ve itilmesi gereken tanecik sayısı arttığı için havaya
göre daha zor yürünür.

a) Paraşüt b) Su Damlası

Görsel 1.7: Hava direncinin değerinin büyük ve küçük olduğu aerodinamik yapı örnekleri

Hava direnci, içinde hareket eden cismin hareket doğrultusuna dik olan en büyük kesit alanı (A) ile doğru oran-
tılıdır. Temas yüzeyi arttıkça cisme çarpan tanecik sayısının artması, direnç kuvvetini arttırır. Direnç kuvveti,
cismin geometrik şekline bağlı olarak değişir. Örneğin düz bir yüzey yerine paraşüt şeklinde bir yüzey kullanı-
lırsa yüzeye uygulanan direnç kuvveti artar. Paraşüt içindeki hava tanecikleri yüzeye çarptıktan hemen sonra
paraşütten ayrılamaz ve defalarca yüzeye çarparak direnç kuvvetinin artmasını sağlar. Hava direnci, en büyük
değerini paraşüt gibi içi boş yapılarda alırken en küçük değerini su damlası modeli ile ifade edilen yapılarda alır
(Görsel 1.7).

Ortamın direnç katsayısı (K) cismin şekline ve akışkanın cinsine bağlı olan bir katsayıdır. Direnç kuvvetinin bü-
yüklüğü, aynı zamanda cismin hızına da bağlıdır. Cismin hızının artması, birim zamanda temas edeceği tanecik
sayısını ve taneciklerle çarpışma şiddetini arttırdığı için direnç kuvvetini de arttırır. Hava direnci, hızı çok küçük
olan cisimler için hızıyla; hızı daha büyük olan cisimler için hızının daha farklı üsleriyle doğru orantılı olabilir.
Buna göre hava direnci

n
F d = K . A . V ile ifade edilir.
2
Yeryüzü yakınlarında cisimlere etki eden direnç kuvveti, hızın karesi (V ) ile doğru orantılıdır. Buna göre hava
direnci

F d = K . A . V 2 şeklinde olur.

94