Dengelenmemiş kuvvetin cisimler üzerindeki etkileri Test 2

Bir araba düz yolda 20 m/s sabit hızla giderken, motorundan iletilen kuvvet 2000 N'dur. Buna göre arabanın hareketi ile ilgili;
I. Arabaya etki eden net kuvvet sıfırdır
II. Sürtünme kuvveti 2000 N'dur
III. Araba ivmeli hareket yapmaktadır
yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I
B) I ve II
C) II ve III
D) I, II ve III

Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için hareket ve kuvvet arasındaki temel ilişkiyi, yani Newton'un hareket yasalarını hatırlamamız gerekiyor. Hadi adım adım inceleyelim:

• Soruyu Anlayalım:

  Bir araba düz yolda $20 \text{ m/s}$ sabit hızla gidiyor. Motorundan iletilen kuvvet $2000 \text{ N}$. Bu bilgiler ışığında üç yargıyı değerlendireceğiz.

• Temel Fizik Kuralını Hatırlayalım:

  Fizikte "sabit hız" veya "sabit süratle düz yolda gitmek" ifadeleri çok önemlidir. Bu, arabanın hızının hem büyüklük hem de yön olarak değişmediği anlamına gelir. Hız değişmiyorsa, arabanın ivmesi sıfırdır ($a = 0$).

  Newton'un İkinci Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir: $F_{net} = m \cdot a$.

  Eğer ivme sıfırsa ($a = 0$), o zaman cisme etki eden net kuvvet de sıfırdır ($F_{net} = 0$). Bu durum, Newton'un Birinci Yasası (Eylemsizlik Yasası) ile de açıklanır: Bir cisme etki eden net kuvvet sıfırsa, cisim ya durur ya da sabit hızla hareketine devam eder.

• Yargıları Değerlendirelim:
  • I. Arabaya etki eden net kuvvet sıfırdır.

    Yukarıda açıkladığımız gibi, araba "sabit hızla" gittiği için ivmesi sıfırdır ($a = 0$). Dolayısıyla, Newton'un İkinci Yasası'na göre ($F_{net} = m \cdot a$), arabaya etki eden net kuvvet de sıfır olmalıdır ($F_{net} = 0$).

    Bu yargı DOĞRUDUR.

  • II. Sürtünme kuvveti $2000 \text{ N}$'dur.

    Arabanın motoru ileri yönde $2000 \text{ N}$'luk bir kuvvet uyguluyor. Net kuvvetin sıfır olması için, motor kuvvetini dengeleyen zıt yönde bir kuvvete ihtiyacımız var. Düz yolda hareket eden bir araba için bu zıt kuvvet genellikle sürtünme kuvvetidir (hava direnci ve yuvarlanma sürtünmesi).

    Yani, $F_{motor} - F_{sürtünme} = F_{net}$ olmalıdır.

    $2000 \text{ N} - F_{sürtünme} = 0$

    $F_{sürtünme} = 2000 \text{ N}$

    Bu yargı DOĞRUDUR.

  • III. Araba ivmeli hareket yapmaktadır.

    "Sabit hızla" hareket eden bir cismin ivmesi sıfırdır. İvmeli hareket, hızın değiştiği (arttığı, azaldığı veya yön değiştirdiği) hareket türüdür. Arabamızın hızı sabit olduğu için ivmesi yoktur.

    Bu yargı YANLIŞTIR.

• Sonuç:

  Yaptığımız değerlendirmelere göre I ve II numaralı yargılar doğrudur.

Cevap B seçeneğidir.