6. sınıf Fen Bilimleri dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetler konu anlatımı Test 2

450 N ağırlığındaki bir öğrenci, 50 N'luk bir sırt çantası taşıyarak asansörle yukarı çıkmaktadır. Asansör 600 N'luk bir kuvvet uyguladığına göre, öğrenci için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Dengelenmiş kuvvetler etkisindedir
B) Net kuvvet 100 N aşağı yöndedir
C) Net kuvvet 100 N yukarı yöndedir
D) Net kuvvet sıfırdır

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, bir asansörde yukarı çıkan öğrenci ve sırt çantası sistemine etki eden net kuvveti bulmamız isteniyor. Fizikte kuvvetleri incelerken, cismin üzerine etki eden tüm kuvvetleri belirlemek ve bunların yönlerini dikkate almak çok önemlidir. Hadi adım adım bu problemi çözelim:

• 1. Sistemin Toplam Ağırlığını Hesaplayalım:

  Öğrencinin ağırlığı aşağı yönde etki eden bir kuvvettir. Sırt çantasının ağırlığı da aynı şekilde aşağı yönde etki eder. Bu ikisi, asansör tabanına etki eden toplam aşağı yönlü kuvveti oluşturur.

  • Öğrencinin ağırlığı ($W_{öğrenci}$): $450 \text{ N}$
  • Sırt çantasının ağırlığı ($W_{sırt çantası}$): $50 \text{ N}$
  • Toplam aşağı yönlü ağırlık ($W_{toplam}$): $W_{öğrenci} + W_{sırt çantası} = 450 \text{ N} + 50 \text{ N} = 500 \text{ N}$

  Yani, sistemin toplam ağırlığı $500 \text{ N}$'dur ve bu kuvvet aşağı yöndedir.

• 2. Asansörün Uyguladığı Kuvveti Belirleyelim:

  Asansörün tabanı, öğrenci ve sırt çantası sistemine yukarı yönde bir kuvvet uygular. Bu kuvvet, soruda bize $600 \text{ N}$ olarak verilmiştir.

  • Asansörün uyguladığı yukarı yönlü kuvvet ($F_{asansör}$): $600 \text{ N}$
• 3. Net Kuvveti Hesaplayalım:

  Net kuvvet, bir cisme etki eden tüm kuvvetlerin vektörel toplamıdır. Burada iki ana kuvvetimiz var: biri aşağı yönde (toplam ağırlık), diğeri yukarı yönde (asansörün uyguladığı kuvvet). Zıt yönlü kuvvetler olduğu için, net kuvveti bulmak için büyük kuvvetten küçük kuvveti çıkarırız ve yönünü büyük kuvvetin yönü olarak belirleriz.

  • Yukarı yönlü kuvvet: $600 \text{ N}$
  • Aşağı yönlü kuvvet: $500 \text{ N}$
  • Net kuvvet ($F_{net}$): $F_{asansör} - W_{toplam} = 600 \text{ N} - 500 \text{ N} = 100 \text{ N}$

  Yukarı yönlü kuvvet ($600 \text{ N}$) aşağı yönlü kuvvetten ($500 \text{ N}$) daha büyük olduğu için, net kuvvetin yönü yukarı olacaktır.

• 4. Sonucu Yorumlayalım:

  Hesaplamalarımıza göre, öğrenci ve sırt çantası sistemine etki eden net kuvvet $100 \text{ N}$ yukarı yöndedir. Bu durum, asansörün yukarı doğru hızlandığı anlamına gelir (Newton'un İkinci Yasası'na göre, net bir kuvvet varsa ivme de vardır).

Şimdi seçeneklerimize bakalım:

• A) Dengelenmiş kuvvetler etkisindedir: Net kuvvet sıfır olsaydı bu doğru olurdu. Bizim net kuvvetimiz $100 \text{ N}$ olduğu için yanlış.
• B) Net kuvvet 100 N aşağı yöndedir: Net kuvvetin yönü yukarı olduğu için yanlış.
• C) Net kuvvet 100 N yukarı yöndedir: Hesaplamalarımızla birebir uyuşuyor.
• D) Net kuvvet sıfırdır: Net kuvvet $100 \text{ N}$ olduğu için yanlış.

Cevap C seçeneğidir.