Bir cisim doğu yönünde 15 N ve batı yönünde 7 N'luk kuvvetlerin etkisinde hareket ediyor. Cismin ivmesinin sıfır olması için uygulanması gereken üçüncü kuvvetin büyüklüğü ve yönü nedir?
A) Doğu yönünde 8 NSevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için öncelikle kuvvetlerin yönlerini ve Newton'un hareket yasalarını hatırlamamız gerekiyor. Bir cismin ivmesinin sıfır olması demek, cisme etki eden net kuvvetin de sıfır olması demektir. Hadi adım adım ilerleyelim:
Doğu yönündeki kuvvet: $F_1 = 15 \text{ N}$
Batı yönündeki kuvvet: $F_2 = 7 \text{ N}$
Kuvvetler zıt yönlerde olduğu için birbirlerini zayıflatırlar. Doğu yönünü pozitif (+) kabul edersek, Batı yönü negatif (-) olacaktır.
Mevcut net kuvvet ($F_{net, mevcut}$) = (Doğu yönündeki kuvvet) - (Batı yönündeki kuvvet)
$F_{net, mevcut} = 15 \text{ N} - 7 \text{ N}$
$F_{net, mevcut} = 8 \text{ N}$
Bu $8 \text{ N}$'luk net kuvvetin yönü, daha büyük olan kuvvetin yönüyle aynıdır, yani Doğu yönündedir.
Cismin ivmesinin sıfır olması için cisme etki eden toplam net kuvvetin ($F_{net, toplam}$) sıfır olması gerekir. Yani:
$F_{net, toplam} = 0$
$F_{net, mevcut} + F_3 = 0$ (Burada $F_3$ uygulanması gereken üçüncü kuvvettir.)
Mevcut net kuvvetimiz Doğu yönünde $8 \text{ N}$ idi. Bu kuvveti sıfırlamak için, tam tersi yönde ve aynı büyüklükte bir kuvvete ihtiyacımız var.
$8 \text{ N} (\text{Doğu}) + F_3 = 0$
Bu durumda $F_3$, Doğu yönündeki $8 \text{ N}$'u dengelemelidir.
Yani, $F_3$'ün büyüklüğü $8 \text{ N}$ olmalı ve yönü Batı yönünde olmalıdır.
Sonuç olarak, cismin ivmesinin sıfır olması için Batı yönünde $8 \text{ N}$ büyüklüğünde bir üçüncü kuvvet uygulanmalıdır.
Cevap B seçeneğidir.
