Dengelenmemiş kuvvet nelere sebep olur Test 2

Bir öğrenci, sürtünmesiz yatay düzlemde durmakta olan bir bloğa farklı büyüklükte kuvvetler uygulayarak hareketini gözlemliyor. Bloğun hareketi ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?

A) Uygulanan net kuvvet sıfır ise cisim hareketsiz kalır.
B) Net kuvvet sıfırdan farklı ise cismin hızı değişir.
C) Net kuvvet daima cismin hareket yönündedir.
D) Net kuvvetin büyüklüğü arttıkça ivme artar.

Sevgili öğrenciler, bu soruda Newton'un hareket yasalarını kullanarak bir bloğun sürtünmesiz yatay düzlemdeki hareketini inceleyeceğiz. Her bir seçeneği dikkatlice değerlendirelim:

• A) Uygulanan net kuvvet sıfır ise cisim hareketsiz kalır.

  Bu ifade, Newton'un Birinci Hareket Yasası (Eylemsizlik Yasası) ile doğrudan ilgilidir. Bir cisim üzerine etki eden net kuvvet sıfır ise, cisim başlangıçtaki hareket durumunu korur. Eğer başlangıçta hareketsizse, hareketsiz kalmaya devam eder. Eğer sabit hızla hareket ediyorsa, sabit hızla hareket etmeye devam eder. Sorumuzdaki blok başlangıçta durduğu için, net kuvvet sıfır olduğunda hareketsiz kalacaktır. Bu ifade doğrudur.

• B) Net kuvvet sıfırdan farklı ise cismin hızı değişir.

  Bu ifade, Newton'un İkinci Hareket Yasası ($F_{net} = ma$) ile açıklanır. Eğer bir cisme etki eden net kuvvet ($F_{net}$) sıfırdan farklı ise, cisim bir ivme ($a$) kazanır. İvme, hızdaki değişimin bir ölçüsüdür. Hız, hem büyüklüğü (sürat) hem de yönü olan vektörel bir niceliktir. Dolayısıyla, ivme varsa cismin hızı (sürati veya yönü ya da her ikisi) mutlaka değişir. Bu ifade doğrudur.

• C) Net kuvvet daima cismin hareket yönündedir.

  Bu ifade yanlıştır. Net kuvvetin yönü, cismin ivmesinin yönünü belirler, hareket yönünü değil. İşte bazı karşı örnekler:

  Bir cisim sağa doğru hareket ederken, sola doğru bir net kuvvet uygulanırsa (örneğin fren yaparken), cisim yavaşlar. Bu durumda net kuvvet hareket yönünün tersinedir.

  Bir cisim dairesel bir yörüngede sabit süratle hareket ederken (örneğin bir ipin ucundaki taş), net kuvvet (merkezcil kuvvet) daima merkeze doğrudur ve cismin anlık hareket yönüne (teğetsel yöne) diktir. Bu durumda net kuvvet hareket yönünde değildir.

  Bu nedenle, net kuvvetin daima hareket yönünde olması gerekmez. Bu ifade yanlıştır.

• D) Net kuvvetin büyüklüğü arttıkça ivme artar.

  Bu ifade de Newton'un İkinci Hareket Yasası ($F_{net} = ma$) ile açıklanır. Bir cismin kütlesi ($m$) sabitken, cisme etki eden net kuvvetin büyüklüğü ($F_{net}$) arttıkça, cismin kazanacağı ivmenin büyüklüğü ($a$) de doğru orantılı olarak artar. Bu ifade doğrudur.

Yukarıdaki analizlere göre, yanlış olan ifade C seçeneğidir.

Cevap C seçeneğidir.