Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetler arasındaki farklar Test 2

Kütlesi 2 kg olan bir cisme 10 N ve 6 N'luk iki kuvvet aynı doğrultuda ve zıt yönde uygulanıyor. Cisimle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Dengelenmiş kuvvetler etkisindedir
B) Net kuvvet 16 N'dur
C) $2 m/s^2$ ivme ile hareket eder
D) Hareketsiz kalır

Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir cisme etki eden kuvvetlerin net etkisini ve bu etkinin cismin hareketine nasıl yansıdığını adım adım inceleyeceğiz. Fizikteki temel prensipleri kullanarak doğru cevabı bulalım.

• 1. Net Kuvveti Hesaplayalım:

  Cisme etki eden iki kuvvet var: $10 \text{ N}$ ve $6 \text{ N}$. Soruda bu kuvvetlerin aynı doğrultuda ve zıt yönde uygulandığı belirtiliyor. Zıt yöndeki kuvvetlerin net etkisini bulmak için büyük kuvvetten küçük kuvveti çıkarmamız gerekir.

  • Net Kuvvet ($F_{net}$) = Büyük Kuvvet - Küçük Kuvvet
  • $F_{net} = 10 \text{ N} - 6 \text{ N}$
  • $F_{net} = 4 \text{ N}$

  Yani, cisme etki eden net kuvvet $4 \text{ N}$'dur ve yönü büyük olan $10 \text{ N}$'luk kuvvetin yönündedir.

• 2. Seçenekleri Değerlendirelim:

  Şimdi bulduğumuz net kuvvet değerine göre seçenekleri tek tek inceleyelim:

  • A) Dengelenmiş kuvvetler etkisindedir: Dengelenmiş kuvvetler, bir cisme etki eden net kuvvetin sıfır olduğu durumlardır ($F_{net} = 0$). Bizim hesapladığımız net kuvvet $4 \text{ N}$ olduğu için bu seçenek yanlıştır.
  • B) Net kuvvet $16 \text{ N}$'dur: Hesapladığımız net kuvvet $4 \text{ N}$'dur. Bu seçenek yanlıştır. (Kuvvetler aynı yönde olsaydı $10 \text{ N} + 6 \text{ N} = 16 \text{ N}$ olurdu.)
  • D) Hareketsiz kalır: Bir cisme etki eden net kuvvet sıfırdan farklıysa ($F_{net} \neq 0$), cisim ivmeli hareket yapar. Yani, hareketsiz kalmaz veya sabit hızla hareket etmez. Bu nedenle bu seçenek de yanlıştır.
• 3. Cismin İvmesini Hesaplayalım:

  Newton'ın İkinci Hareket Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir. Bu yasa, $F_{net} = m \cdot a$ şeklinde ifade edilir. Burada $F_{net}$ net kuvvet, $m$ cismin kütlesi ve $a$ cismin ivmesidir.

  • Net kuvveti $F_{net} = 4 \text{ N}$ olarak bulduk.
  • Cismin kütlesi $m = 2 \text{ kg}$ olarak verilmiş.
  • Şimdi ivmeyi ($a$) bulmak için formülü kullanalım:
  • $4 \text{ N} = 2 \text{ kg} \cdot a$
  • İvmeyi yalnız bırakmak için her iki tarafı kütleye bölelim:
  • $a = \frac{4 \text{ N}}{2 \text{ kg}}$
  • $a = 2 \text{ m/s}^2$

  Bu durumda, cisim $2 \text{ m/s}^2$ büyüklüğünde bir ivme ile hareket edecektir.

• 4. Doğru Seçeneği Belirleyelim:

  Yaptığımız hesaplamalar sonucunda, cisme etki eden net kuvvetin $4 \text{ N}$ olduğunu ve bu net kuvvetin etkisiyle cismin $2 \text{ m/s}^2$ ivme ile hareket edeceğini bulduk. Bu bilgi, C seçeneğinde belirtilen ifadeyle tamamen uyumludur.

Cevap C seçeneğidir.