Kütlesi 2 kg olan bir cisim, doğrusal bir yörüngede hareket ederken üzerine etki eden net kuvvet 6 N olarak ölçülüyor. Bu cisim için aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Cismin ivmesi 3 m/s²'dirSevgili öğrenciler, bu soruda bir cisme etki eden net kuvvetin sonuçlarını değerlendireceğiz. Fizikteki temel prensipleri kullanarak her bir seçeneği dikkatlice inceleyelim.
Newton'un İkinci Hareket Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir. Bu yasayı matematiksel olarak $F_{net} = m \cdot a$ şeklinde ifade ederiz.
Bize verilenler: Net kuvvet ($F_{net}$) = $6 \text{ N}$ ve Kütle ($m$) = $2 \text{ kg}$.
Formülü kullanarak ivmeyi ($a$) bulalım: $6 \text{ N} = 2 \text{ kg} \cdot a$.
Buradan $a = \frac{6 \text{ N}}{2 \text{ kg}} = 3 \text{ m/s}^2$ sonucunu elde ederiz.
Bu ifade doğrudur.
Momentum ($p$), bir cismin kütlesi ile hızının çarpımıdır ($p = m \cdot v$). Bir cisme net bir kuvvet etki ediyorsa, o cisim ivmelenir, yani hızı değişir. Kütle sabit olduğuna göre, hız değişimi momentumun da değiştiği anlamına gelir.
A seçeneğinde cismin ivmesinin $3 \text{ m/s}^2$ olduğunu bulduk. İvme varsa, hız değişimi de vardır.
Hız değiştiği için momentum da değişir.
Bu ifade doğrudur.
Cisim doğrusal bir yörüngede hareket ediyor olsa bile, üzerine etki eden net kuvvetin yönü, cismin başlangıçtaki hareket yönüne zıt olabilir. Bu durumda cisim yavaşlar, durur ve ardından kuvvetin yönünde tekrar hızlanmaya başlar. Bu, cismin hareket yönünün değiştiği anlamına gelir, ancak hala aynı doğrusal yörünge üzerinde kalır.
Örneğin, sağa doğru hareket eden bir cisme sola doğru net bir kuvvet etki ederse, cisim yavaşlar, durur ve sola doğru hareket etmeye başlar.
Bu ifade doğrudur.
Kinetik enerji ($KE$), bir cismin hareketinden dolayı sahip olduğu enerjidir ve $KE = \frac{1}{2} m v^2$ formülüyle hesaplanır. Bir cisme net bir kuvvet etki ediyorsa, cisim ivmelenir ve hızı ($v$) değişir.
Hız ($v$) değiştiği için, cismin kinetik enerjisi de değişecektir.
Eğer kinetik enerji sabit olsaydı, cismin hızı sabit olurdu, bu da net kuvvetin sıfır olduğu anlamına gelirdi. Ancak soruda net kuvvetin $6 \text{ N}$ olduğu belirtilmiştir.
Bu nedenle, cismin kinetik enerjisi sabit değildir, sürekli değişmektedir.
Bu ifade yanlıştır.
Yukarıdaki analizler sonucunda, D seçeneğindeki ifadenin yanlış olduğunu görmekteyiz.
Cevap D seçeneğidir.
