Bir cisim yatay düzlemde sabit hızla hareket ederken, cisme etki eden net kuvvetle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Hareket yönünde maksimumdurSevgili öğrenciler,
Bu soruyu çözmek için fiziğin temel prensiplerinden biri olan Newton'un Hareket Yasaları'nı hatırlamamız gerekiyor. Özellikle Newton'un Birinci ve İkinci Yasası bu sorunun anahtarıdır.
Adım 1: "Sabit Hız" Kavramını Anlayalım
Soruda cismin "sabit hızla hareket ettiği" belirtiliyor. Hız, hem büyüklüğü (sürat) hem de yönü olan vektörel bir niceliktir. Bir cismin hızı sabitse, bu şu anlama gelir:
Cismin sürati değişmiyor.
Cismin hareket yönü değişmiyor.
Yani, cisim düz bir yolda aynı süratle ilerliyor demektir.
Adım 2: İvme (Hız Değişimi) Nedir?
İvme, bir cismin hızındaki değişim oranıdır. Matematiksel olarak ivme ($a$) şu şekilde ifade edilir: $a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$ (hız değişimi bölü zaman değişimi). Eğer bir cismin hızı (hem büyüklük hem de yön olarak) değişmiyorsa, yani sabitse, o zaman hızdaki değişim ($\Delta v$) sıfırdır.
Hız değişimi sıfır olduğu için, cismin ivmesi de sıfır olur: $a = 0$.
Adım 3: Newton'un İkinci Yasasını Uygulayalım
Newton'un İkinci Yasası, bir cisme etki eden net kuvvet ($F_{net}$) ile cismin kütlesi ($m$) ve ivmesi ($a$) arasındaki ilişkiyi açıklar. Bu yasa şu formülle ifade edilir: $F_{net} = m \cdot a$.
Bir önceki adımda cismin ivmesinin sıfır ($a = 0$) olduğunu bulmuştuk. Şimdi bu değeri Newton'un İkinci Yasası'nda yerine koyalım:
$F_{net} = m \cdot 0$
$F_{net} = 0$
Bu, cisme etki eden net kuvvetin sıfır olduğu anlamına gelir.
Adım 4: Seçenekleri Değerlendirelim
Bulduğumuz sonuca göre, cisme etki eden net kuvvet sıfırdır. Şimdi seçenekleri inceleyelim:
A) Hareket yönünde maksimumdur: Bu, cismin hızlanması gerektiği anlamına gelir ki bu da sabit hızla çelişir. Yanlıştır.
B) Hareket yönünün tersinedir: Bu, cismin yavaşlaması gerektiği anlamına gelir ki bu da sabit hızla çelişir. Yanlıştır.
C) Sıfırdır: Bu, bizim Newton'un İkinci Yasası'nı uygulayarak bulduğumuz sonuçla tamamen uyumludur. Doğrudur.
D) Sürekli değişmektedir: Net kuvvetin sürekli değişmesi, ivmenin de sürekli değişmesi anlamına gelir ki bu da sabit hızla çelişir. Yanlıştır.
Unutmayın, bir cisim sabit hızla hareket ediyorsa (yani hızının büyüklüğü ve yönü değişmiyorsa), o cisme etki eden net kuvvet sıfırdır. Bu durum, cismin ya hiç kuvvetin etkisi altında olmadığını ya da üzerine etki eden tüm kuvvetlerin birbirini dengelediğini gösterir.
Cevap C seçeneğidir.
