Bir öğrenci, masa üzerinde duran kitabı iterek harekete geçiriyor. Kitap harekete geçtikten sonra öğrenci itme kuvvetini kaldırıyor, ancak kitap bir süre daha hareketine devam ediyor. Bu durumla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Kitap itilirken dengelenmiş kuvvetler etkisindedirSevgili öğrenciler, bu soru bir cisme etki eden kuvvetler ve hareket arasındaki ilişkiyi anlamamızı istiyor. Bir cismin hareket durumundaki değişiklikler (hızlanma, yavaşlama, yön değiştirme) her zaman dengelenmemiş bir net kuvvetin etkisiyle gerçekleşir. Newton'un hareket yasalarını hatırlayarak seçenekleri inceleyelim.
Dengelenmiş kuvvetler, bir cisme etki eden tüm kuvvetlerin toplamının (net kuvvetin) sıfır olduğu durumu ifade eder. Eğer net kuvvet sıfırsa, cisim ya durmaya devam eder ya da sabit hızla hareket eder. Soruda kitap "harekete geçiyor" deniliyor, yani hızı artıyor ve ivmeleniyor. İvmelenme varsa, net kuvvet sıfır değildir ve kuvvetler dengelenmemiştir. Bu nedenle A seçeneği yanlıştır.
Kitap masa üzerinde hareket ederken, kitap ile masa yüzeyi arasında her zaman bir sürtünme kuvveti oluşur. Bu sürtünme kuvveti, hareket yönünün tersine etki ederek kitabın yavaşlamasına ve sonunda durmasına neden olur. Eğer sürtünme kuvveti olmasaydı, kitap itme kuvveti kaldırıldıktan sonra sonsuza kadar hareketine devam ederdi (ideal bir durum). Bu nedenle B seçeneği yanlıştır.
Kitabı ittiğimizde, öğrencinin uyguladığı itme kuvveti, sürtünme kuvvetinden daha büyüktür. Bu durumda cisme etki eden net bir kuvvet oluşur. Net kuvvet sıfırdan farklı olduğu için kitap hızlanır ve harekete geçer. Hızlanma (ivmelenme) demek, dengelenmemiş bir kuvvetin varlığı demektir. Bu nedenle C seçeneği doğrudur.
Kütle, bir cismin sahip olduğu madde miktarıdır ve hareket durumuyla doğrudan ilişkili olarak değişmez. Kitap hareket ederken kütlesi sabit kalır. Kütlenin azalması için kitabın bir kısmının kopması, yanması gibi durumlar gerekir ki bu da soruda belirtilmemiştir. Bu nedenle D seçeneği yanlıştır.
Yukarıdaki açıklamalar ışığında, kitap itilirken hızlandığı için dengelenmemiş kuvvetlerin etkisi altında olduğunu anlıyoruz.
Cevap C seçeneğidir.
