Soru:
Bir masa üzerinde duran 5 kg kütleli bir kitaba etki eden kuvvetleri düşünelim. Kitaba etki eden yer çekimi kuvveti 50 N'dir. Bu durum için:
- Kitaba etki eden net kuvvet nedir?
- Kuvvetler dengelenmiş midir, dengelenmemiş midir?
- Cisme etki eden kuvvetleri serbest cisim diyagramı ile gösteriniz.
Çözüm:
💡 Bu problemi adım adım çözelim.
- ➡️ Adım 1: Kuvvetleri Tanımlayalım
Kitaba etki eden iki temel kuvvet vardır:
- Yer Çekimi Kuvveti (Ağırlık): \(F_{yerçekimi} = 50 N\) (Aşağı yönde)
- Normal Kuvvet: Masanın kitaba uyguladığı tepki kuvveti. \(F_{normal} = ?\) (Yukarı yönde)
- ➡️ Adım 2: Net Kuvveti Hesaplayalım
Cisim hareketsiz olduğuna (sabit hızla hareket etmiyor, duruyor) göre, Newton'un 1. Hareket Yasası'na (Eylemsizlik Yasası) göre net kuvvet sıfır olmalıdır. Bu durumda:
\(F_{net} = F_{normal} - F_{yerçekimi} = 0\)
Dolayısıyla, \(F_{normal} = F_{yerçekimi} = 50 N\)
- ➡️ Adım 3: Dengelenmiş mi, Dengelenmemiş mi?
Zıt yönlü kuvvetlerin büyüklükleri eşit (\(F_{normal} = 50 N\), \(F_{yerçekimi} = 50 N\)) ve net kuvvet sıfır olduğu için kuvvetler dengelenmiştir.
- ➡️ Adım 4: Serbest Cisim Diyagramı
↑ \(F_{normal} = 50 N\)
• (Kütle)
↓ \(F_{yerçekimi} = 50 N\)
✅ Sonuç: Net kuvvet 0 N'dir. Kuvvetler dengelenmiştir ve cisim durmaktadır (sabit hızla hareket etmemektedir).
