Yatay bir düzlemde durmakta olan 2 kg kütleli bir cisme 10 N'luk yatay bir kuvvet uygulanıyor. Cisim sabit hızla hareket ettiğine göre, sürtünme kuvveti kaç Newton'dur?
A) 0Sevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım çözerek fizik prensiplerini nasıl uygulayacağımızı görelim.
Bize verilen bilgiler şunlardır:
Cismin kütlesi ($m$) = 2 kg
Cisme uygulanan yatay kuvvet ($F_{uygulanan}$) = 10 N
Cismin hareket durumu: Sabit hızla hareket ediyor.
Bizden istenen ise sürtünme kuvvetinin ($F_{sürtünme}$) kaç Newton olduğudur.
Sorunun en önemli kısmı, cismin "sabit hızla hareket etmesi" ifadesidir. Fizikte, bir cisim sabit hızla hareket ediyorsa veya duruyorsa, o cisme etki eden net kuvvet sıfırdır. Bu durum, Newton'ın Birinci Hareket Yasası'nın (Eylemsizlik Yasası) bir sonucudur ve aynı zamanda Newton'ın İkinci Hareket Yasası'nın ($F_{net} = m \cdot a$) özel bir durumudur. Çünkü sabit hız demek, ivmenin ($a$) sıfır olması demektir. Eğer $a = 0$ ise, $F_{net} = m \cdot 0 = 0$ olur.
Yatay düzlemde cisme etki eden yatay kuvvetler şunlardır:
Uygulanan kuvvet ($F_{uygulanan}$): Cisme hareket yönünde etki eden 10 N'luk kuvvettir.
Sürtünme kuvveti ($F_{sürtünme}$): Cismin hareketine zıt yönde etki eden ve hareketi zorlaştıran kuvvettir.
Cisme etki eden net kuvvet sıfır olduğuna göre, uygulanan kuvvet ile sürtünme kuvveti birbirini dengelemelidir. Yani, uygulanan kuvvetin büyüklüğü, sürtünme kuvvetinin büyüklüğüne eşit olmalıdır.
$F_{net} = F_{uygulanan} - F_{sürtünme} = 0$
Buradan,
$F_{uygulanan} = F_{sürtünme}$
Uygulanan kuvvetin 10 N olduğunu biliyoruz. Bu durumda sürtünme kuvveti de 10 N olmalıdır.
$F_{sürtünme} = 10 \text{ N}$
Gördüğünüz gibi, cismin kütlesi (2 kg) bu sorunun çözümünde doğrudan kullanılmadı çünkü ivme sıfırdı. Bu, dikkat etmemiz gereken önemli bir noktadır!
Cevap C seçeneğidir.
