Soru:
Sürtünmesiz yatay bir düzlemde 4 m/s sabit hızla batıya doğru hareket eden bir cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde midir? Cismin üzerine etki eden kuvvetleri serbest cisim diyagramı çizerek açıklayınız.
Çözüm:
💡 Newton'un 1. Hareket Yasası (Eylemsizlik Yasası) bize şunu söyler: Bir cisim üzerine etki eden net kuvvet sıfır ise, cisim duruyorsa durmaya, hareket halindeyse sabit hızla hareketine devam eder.
- ➡️ Birinci adım: Cismin hareket durumunu analiz edelim. Cisim sabit hızla (4 m/s) hareket etmektedir. Hızı sabit olduğu için ivmesi sıfırdır (\( a = 0 \)).
- ➡️ İkinci adım: Newton'un 2. Yasası'na göre (\( F_{net} = m \times a \)), ivme sıfır ise net kuvvet de sıfır olmalıdır (\( F_{net} = m \times 0 = 0 \)).
- ➡️ Üçüncü adım (Serbest Cisim Diyagramı): Cisme etki eden kuvvetleri çizelim.
- Yer çekimi kuvveti (Ağırlık): \( F_a \) → Aşağı yönlü.
- Normal kuvvet: \( F_N \) → Yukarı yönlü. \( F_N = F_a \) (Düşey dengelenmiş).
- İtme/Batı yönünde kuvvet: \( F_{batı} \) → Batı yönünde.
- Sürtünme olmadığı için: Doğu yönünde hiçbir kuvvet yoktur. Yatayda dengenin sağlanması için batı yönündeki kuvvetin de sıfır olması gerekir. Bu durumda cisim, eylemsizlik prensibi gereği zaten sahip olduğu sabit hızını korur.
✅ Sonuç: Evet, cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir. Çünkü hem düşey hem de yatay düzlemde net kuvvet sıfırdır ve cisim sabit hızla hareket etmektedir.
