Bir cisim üzerine etki eden net kuvvet sıfırdan farklı ise bu durum için aşağıdakilerden hangisi kesinlikle gerçekleşir?
A) Cisim sabit hızla hareket eder.
B) Cismin kütlesi değişir.
C) Cismin sürati artar.
D) Cisim ivmeli hareket yapar.
Sevgili öğrenciler, bu soru, fiziğin temel yasalarından biri olan Newton'ın İkinci Hareket Yasası'nı anlamamızı gerektiriyor. Gelin, bu yasayı ve seçenekleri adım adım inceleyelim.
- Newton'ın İkinci Hareket Yasası: Bu yasa der ki, bir cisim üzerine etki eden net kuvvet ($F_{net}$), cismin kütlesi ($m$) ile ivmesinin ($a$) çarpımına eşittir. Matematiksel olarak bunu $F_{net} = m \cdot a$ şeklinde ifade ederiz. Soru, net kuvvetin sıfırdan farklı olduğunu belirtiyor, yani $F_{net} \neq 0$.
- A) Cisim sabit hızla hareket eder: Sabit hızla hareket eden bir cismin ivmesi sıfırdır ($a = 0$). Eğer ivme sıfır olsaydı, Newton'ın İkinci Yasası'na göre net kuvvet de sıfır ($F_{net} = m \cdot 0 = 0$) olurdu. Ancak soruda net kuvvetin sıfırdan farklı olduğu belirtiliyor. Bu durum çeliştiği için A seçeneği kesinlikle gerçekleşmez.
- B) Cismin kütlesi değişir: Net kuvvetin sıfırdan farklı olması, cismin kütlesinin değiştiği anlamına gelmez. Newton'ın İkinci Yasası'nı uyguladığımız çoğu durumda cismin kütlesi sabit kabul edilir. Bir cismin kütlesi değişmeden de üzerine net kuvvet etki edebilir ve hızlanabilir. Dolayısıyla B seçeneği kesinlikle gerçekleşmez.
- C) Cismin sürati artar: Net kuvvet sıfırdan farklı olduğunda cisim ivmeli hareket yapar. İvme, hızın büyüklüğünde (sürat) veya yönünde veya her ikisinde birden meydana gelen değişimi ifade eder. Net kuvvetin etkisiyle cismin sürati artabilir, azalabilir veya sürati sabit kalırken sadece yönü değişebilir (örneğin, düzgün çembersel hareket yapan bir cisimde net kuvvet (merkezcil kuvvet) hız vektörüne diktir ve sadece yönü değiştirir, sürati sabit kalır). Bu nedenle, süratin kesinlikle artacağını söyleyemeyiz. Dolayısıyla C seçeneği kesinlikle gerçekleşmez.
- D) Cisim ivmeli hareket yapar: Newton'ın İkinci Yasası'na göre $F_{net} = m \cdot a$. Soru bize $F_{net} \neq 0$ olduğunu söylüyor. Fiziksel bir cismin kütlesi ($m$) her zaman sıfırdan büyüktür ($m > 0$). Eğer $F_{net} \neq 0$ ve $m > 0$ ise, bu durumda ivme ($a$) kesinlikle sıfırdan farklı olmak zorundadır ($a \neq 0$). İvmenin sıfırdan farklı olması demek, cismin hızının değişmesi demektir ki bu da "ivmeli hareket" olarak tanımlanır. Bu nedenle, net kuvvet sıfırdan farklı ise cisim kesinlikle ivmeli hareket yapar.
Cevap D seçeneğidir.
