Hava Direnci

Yüksek bir yerden bir cisim düşerken hızlanarak düşer. Örneğin 3. kattan düşen bir saksı ile 5. kattan düşen bir saksının düşüş hızları aynı değildir. Yağmur damlaları yere düşerken sürekli hızlanarak düşseydi yer yüzüne kurşun gibi yağabilirdi. Ama böyle değildir. Yağmur damlaları yere düşerken önce hızlanır, bir süre sonra hızları azalır ve sabit bir hızla yer yüzüne düşerler. Bu olay yağmur damlalarının hızlanmasını engelleyen bir kuvvetin var olduğunu gösterir.

Havada hareket eden cisimlerin hareketini zorlaştıran bir kuvvet vardır. Bu kuvvete hava direnci denir. Hava direnci sayesinde yağmur damlalarının hızı azalır ve yere belirli bir hızla ulaşırlar. Paraşütle atlayanlar da hava direnci sayesinde yere yavaşça inerler.

Havasız bir ortamda hava direnci de olmaz. Örneğin havası vakumla boşaltılmış bir cam kap içinde aynı yükseklikten bırakılan iki cisim hayal edelim. Bu cisimlerden biri diğerinden daha büyük olsa da aynı anda yere düşerler. Çünkü havasız bir ortamda hava direnci yoktur.

Su Direnci

Su içindeki cisimlerin hareketini zorlaştıran bir kuvvet vardır. Örneğin suyun içinde yürümek dışarıda yürümekten daha zordur. Su içinde hareket eden cisimlerin hareketi zorlaştıran kuvvete su direnci denir. Su direnci sürtünme kuvvet ve hava direnci gibi cismin hareketine ters yönde olur. Suda hareket eden canlılar su direncinden daha az etkilenmek için bazı yapılar geliştirirler. Örneğin balıkların vücutları kaygan bir yapıdadır. Gemiler ve diğer deniz taşıtları da su direncini azaltarak daha kolay hareket edecek şekilde tasarlanmışlardır.

Aynı cisme uygulanan su direnci hava direncinden daha fazladır. Bu nedenle cisimler suda havadan daha yavaş hareket ederler.

Hava ve su direnci cismin yüzey direncine bağlı olarak gelişir. Cismin yüzeyi ne kadar genişse hava ve su direnci o kadar artar. Örneğin paraşütler veya seyahat balonlarının yüzeyleri geniş olarak tasarlanmıştır. Böylece hava direnci artar ve havada uzun süre kalabilirler. Gemilerin alt kısımları su direncini azaltabilmek için sivri olarak yapılmıştır. Böylece su direnci azalır. Ve suda daha hareket ederler. Ya da aynı büyüklükteki iki kağıttan birini buruşturup, birini buruşturmadan yere doğru bırakırsak, buruşturulan kağıt düz olan kağıttan daha çabuk düşer. Çünkü düz olan kağıdın yüzey alanı daha geniştir.

Cismin hızı arttıkça havanın ve suyun uyguladığı direnç kuvveti artar. 
Su direnci, su içerisinde hareket eden cismin hareketini zorlaştıran kuvvete denir. Temas kuvvetlerinden biridir. Su içindeki cismin yüzeyi ile su arasındaki sürtünme sonucunda meydana gelir. Cismin hareket yönü ile ters yönde olduğu için hızını azaltır. Suyun yoğunluğu arttıkça su direnci artar.

Öğrencilerden , dizlerine kadar suya girip yürüdüklerinde hareketlerinin nasıl değiştiğini hatırlamaları istenir.

"Suda yürümenin zorlaşmasının nedeni nedir?", "Su ortamında hareketi zorlaştırıcı bir kuvvet var mıdır?" 

Su ortamında hareketi zorlaştırıcı bir kuvvetin olup olmayacağını gözlemlemek amacıyla gruplara özdeş iki silgi parçası (0.3-0.4cm kalınlığında 1-1.5cm en ve boyunda) 2.5L lik  ağız  kısmı düz kesilmiş iki pet şişe dağıtılır. Şişelerden birine içine silgi atıldığında taşmayacak miktarda su doldurulur.  Öğrencilerden , özdeş iki silgiden biri su dolu şişenin içerisine, diğeri boş şişeye aynı anda, aynı yükseklikten serbest bırakıldığında,silgilerden hangisinin şişenin dibine daha önce ulaşacağını tahmin etmeleri istenir. Öğrenciler  özdeş silgilerden birini su dolu şişeye, diğerini boş şişeye aynı anda, aynı yükseklikten serbest bırakır. Gözlemlerini kaydederler, tahminleri ile karşılaştırırlar. Silgilerin aynı mesafeyi su ve hava ortamında farklı sürelerde geçmelerinin sebepleri tartışmaya açılır. Öğretmen su içerisinde hareket eden cismin hareketini zorlaştıran kuvveti "su direnci" olarak vurgular.