Bir cisim üzerine etki eden kuvvetlerin bileşkesi sıfır değilse cisim için aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?
A) Sabit hızla hareket eder
B) Durur
C) İvmeli hareket yapar
D) Enerjisi korunur
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruyu çözmek için fiziğin temel yasalarından biri olan Newton'un İkinci Hareket Yasası'nı hatırlamamız gerekiyor. Bu yasa, bir cisim üzerine etki eden net kuvvet ile cismin ivmesi arasındaki ilişkiyi açıklar.
- Newton'un İkinci Yasası: Bir cisim üzerine etki eden net kuvvet (bileşke kuvvet), cismin kütlesi ($m$) ile ivmesinin ($\vec{a}$) çarpımına eşittir. Matematiksel olarak bunu $\vec{F}_{net} = m \cdot \vec{a}$ şeklinde ifade ederiz.
- Soruda bize verilen bilgi, cisim üzerine etki eden kuvvetlerin bileşkesinin sıfır olmadığıdır. Yani, $\vec{F}_{net} \neq 0$.
- Bu durumda, Newton'un İkinci Yasası'na göre $m \cdot \vec{a} \neq 0$ olmalıdır.
- Bir cismin kütlesi ($m$) sıfır olamayacağına göre, bu eşitliğin sağlanabilmesi için cismin ivmesinin ($\vec{a}$) kesinlikle sıfırdan farklı olması gerekir. Yani, $\vec{a} \neq 0$.
- İvmenin sıfırdan farklı olması, cismin hızının değiştiği anlamına gelir. Hızdaki bu değişime "ivmeli hareket" denir.
Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) Sabit hızla hareket eder: Sabit hızla hareket eden bir cismin ivmesi sıfırdır ($\vec{a} = 0$). Eğer ivme sıfır olsaydı, net kuvvet de sıfır olurdu ($\vec{F}_{net} = m \cdot 0 = 0$). Bu durum, sorudaki "kuvvetlerin bileşkesi sıfır değilse" ifadesiyle çelişir. Bu nedenle A seçeneği yanlıştır.
- B) Durur: Duran bir cismin hızı sıfırdır ve hızı değişmediği için ivmesi de sıfırdır ($\vec{a} = 0$). İvme sıfır olduğunda net kuvvet de sıfır olurdu. Bu da sorudaki bilgiyle çelişir. Bu nedenle B seçeneği yanlıştır. (Unutmayın, bir cisim anlık olarak dursa bile, eğer net kuvvet sıfır değilse hemen ivmelenmeye başlayacaktır.)
- C) İvmeli hareket yapar: Yukarıda Newton'un İkinci Yasası'nı kullanarak açıkladığımız gibi, eğer net kuvvet sıfır değilse ($\vec{F}_{net} \neq 0$), cismin ivmesi kesinlikle sıfırdan farklı olmak zorundadır ($\vec{a} \neq 0$). İvmenin sıfırdan farklı olması ise cismin ivmeli hareket yaptığını gösterir. Bu nedenle C seçeneği kesinlikle doğrudur.
- D) Enerjisi korunur: Bir cisim üzerine etki eden net kuvvet sıfır değilse, bu net kuvvet cisim üzerinde iş yapar. Yapılan iş, cismin kinetik enerjisinde bir değişime neden olur ($\Delta K = W_{net}$). Eğer kinetik enerji değişiyorsa, cismin toplam mekanik enerjisi (kinetik + potansiyel) genellikle korunmaz. Enerjinin korunması için net dış kuvvetlerin iş yapmaması veya yapılan işin sadece potansiyel enerjiye dönüşmesi gerekir. Net kuvvet sıfır değilse, cismin enerjisi korunmaz. Bu nedenle D seçeneği yanlıştır.
Cevap C seçeneğidir.
