Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için öncelikle dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvet kavramlarını hatırlayalım:
- Dengelenmiş Kuvvetler: Bir cisme etki eden tüm kuvvetlerin bileşkesi (net kuvvet) sıfır ise, bu kuvvetlere dengelenmiş kuvvetler denir. Dengelenmiş kuvvetlerin etkisi altındaki bir cisim ya durmaya devam eder ya da sabit hızla (yönü ve sürati değişmeden) hareket eder. Yani cismin ivmesi sıfırdır.
- Dengelenmemiş Kuvvetler: Bir cisme etki eden tüm kuvvetlerin bileşkesi sıfırdan farklı ise, bu kuvvetlere dengelenmemiş kuvvetler denir. Dengelenmemiş kuvvetlerin etkisi altındaki bir cisim hızlanır, yavaşlar veya yön değiştirir. Yani cismin bir ivmesi vardır.
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Masanın üzerinde duran kitap: Kitap durduğu için hızı sıfırdır ve değişmemektedir. Kitaba etki eden yer çekimi kuvveti (aşağı doğru) ile masanın uyguladığı tepki kuvveti (yukarı doğru) birbirini dengelemektedir. Net kuvvet sıfırdır. Bu durumda kuvvetler dengelenmiştir.
- B) Sabit hızla uçan uçak: Uçak sabit hızla uçtuğu için sürati ve yönü değişmemektedir. Bu, uçağa etki eden itme kuvveti ile hava direnci kuvvetinin; kaldırma kuvveti ile yer çekimi kuvvetinin birbirini dengelediği anlamına gelir. Net kuvvet sıfırdır. Bu durumda kuvvetler dengelenmiştir.
- C) Durmakta olan araba: Araba durduğu için hızı sıfırdır ve değişmemektedir. Arabaya etki eden yer çekimi kuvveti ile zeminin uyguladığı tepki kuvveti birbirini dengelemektedir. Net kuvvet sıfırdır. Bu durumda kuvvetler dengelenmiştir.
- D) Hızlanan koşucu: Koşucu hızlandığı için sürati artmaktadır. Hızdaki bu artış (ivmelenme), koşucuya etki eden net bir kuvvetin olduğunu gösterir. Koşucunun ayaklarının yeri itmesiyle yerin koşucuyu ileri doğru iten sürtünme kuvveti, koşucunun hareketini engelleyen hava direnci gibi kuvvetlerden daha büyüktür. Bu durumda net kuvvet sıfırdan farklıdır ve kuvvetler dengelenmemiştir.
Bu analizlere göre, hızlanan koşucu örneğinde bir dengelenmemiş kuvvet vardır çünkü koşucu ivmelenmektedir.
Cevap D seçeneğidir.
