Yatay bir düzlemde 20 m/s sabit hızla hareket eden bir otomobil için aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
A) Motorun uyguladığı kuvvet ile sürtünme kuvveti eşit büyüklüktedirBu soruda, fizik dersinin temel konularından biri olan Newton'un Hareket Yasaları ve kuvvet-hareket ilişkisi üzerine düşünmemiz gerekiyor. Özellikle sabit hızla hareket kavramını iyi anlamak, soruyu doğru çözmemizi sağlayacaktır. Haydi adım adım inceleyelim:
Soruyu Anlayalım: Otomobilin 20 m/s sabit hızla hareket ettiğini görüyoruz. "Sabit hız" ifadesi, hem hızın büyüklüğünün (süratinin) hem de yönünün değişmediği anlamına gelir. Bu bilgi, sorunun kilit noktasıdır.
Sabit Hız ve İvme İlişkisi: Bir cisim sabit hızla hareket ediyorsa, hızında herhangi bir değişiklik (artma, azalma veya yön değişimi) yoktur. Hızdaki değişim ivme olarak tanımlandığı için, sabit hızlı harekette ivme ($a$) sıfırdır. Yani, $a = 0$.
İvme ve Net Kuvvet İlişkisi (Newton'un İkinci Yasası): Newton'un İkinci Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet ($F_{net}$), cismin kütlesi ($m$) ile ivmesinin ($a$) çarpımına eşittir: $F_{net} = m \cdot a$.
Madem ki ivme ($a$) sıfırdır, o zaman net kuvvet de sıfır olmalıdır: $F_{net} = m \cdot 0 = 0$.
Bu durum, cisme etki eden tüm kuvvetlerin birbirini dengelediği, yani dengelenmiş kuvvetler altında olduğu anlamına gelir.
Seçenekleri Değerlendirelim: Şimdi bu bilgiler ışığında seçenekleri tek tek inceleyelim:
A) Motorun uyguladığı kuvvet ile sürtünme kuvveti eşit büyüklüktedir: Otomobil yatay düzlemde sabit hızla hareket ediyorsa, ileri yöndeki motor kuvveti ile geri yöndeki sürtünme kuvveti (hava direnci, yuvarlanma direnci vb.) birbirini dengelemelidir ki net kuvvet sıfır olsun. Bu ifade doğrudur.
B) Net kuvvet sıfırdır: Yukarıda açıkladığımız gibi, sabit hızlı harekette ivme sıfır olduğundan, cisme etki eden net kuvvet de sıfırdır. Bu ifade doğrudur.
C) İvmesi sıfırdır: Sabit hızla hareket eden bir cismin hızı değişmediği için ivmesi sıfırdır. Bu ifade doğrudur.
D) Hareket yönünde dengelenmemiş kuvvet vardır: "Dengelenmemiş kuvvet" demek, net kuvvetin sıfırdan farklı olması demektir. Ancak biz sabit hızlı harekette net kuvvetin sıfır olduğunu bulduk. Yani hareket yönünde (veya herhangi bir yönde) dengelenmemiş bir kuvvet yoktur; tüm kuvvetler dengededir. Bu ifade yanlıştır.
Soru bizden yanlış olan ifadeyi bulmamızı istediği için, doğru cevabımız D seçeneğidir.
Cevap D seçeneğidir.
