Bir asansör düzgün hızlanarak yukarı çıkarken, içindeki bir cismin ağırlığı nasıl değişir?
A) Artar B) Azalır C) Değişmez D) Sıfır olur
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, günlük hayatta sıkça karşılaştığımız bir durumu, yani asansördeki ağırlık hissimizi fizik kurallarıyla inceleyeceğiz.
Öncelikle, bir cismin gerçek ağırlığı, yerçekimi kuvvetinin o cisme uyguladığı kuvvettir ve bu kuvvetin büyüklüğü $W = mg$ formülüyle hesaplanır. Burada $m$ cismin kütlesi, $g$ ise yerçekimi ivmesidir. Bu değer, cismin hareketinden bağımsızdır.
Ancak, biz bir cismin "ağırlığını" hissettiğimizde veya bir tartı üzerinde durduğumuzda, aslında tartının (veya zeminin) bize uyguladığı normal kuvveti hissederiz. Buna "görünen ağırlık" denir.
Şimdi senaryomuzu inceleyelim: Asansör düzgün hızlanarak yukarı çıkıyor. Bu ne anlama gelir? Asansörün ve içindeki cismin yukarı yönde bir ivmesi ($a$) var demektir.
Cisim üzerindeki kuvvetleri düşünelim:
Aşağı yönde: Cismin gerçek ağırlığı ($mg$).
Yukarı yönde: Zeminin (veya tartının) cisme uyguladığı normal kuvvet ($N$). Bu, bizim hissettiğimiz görünen ağırlıktır.
Newton'un İkinci Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir ($\Sigma F = ma$). Asansör yukarı yönde hızlandığı için, net kuvvet de yukarı yönde olmalıdır.
Bu durumda, yukarı yöndeki kuvvet (normal kuvvet $N$) aşağı yöndeki kuvvetten (gerçek ağırlık $mg$) daha büyük olmalıdır. Matematiksel olarak ifade edersek:
$N - mg = ma$
Bu denklemi normal kuvvet ($N$) için çözersek:
$N = mg + ma$
$N = m(g + a)$
Gördüğümüz gibi, cismin görünen ağırlığı ($N$), gerçek ağırlığı olan $mg$'den daha büyüktür çünkü $m(g+a)$ ifadesinde $a$ pozitif bir değerdir. Yani, asansör yukarı yönde hızlandığında, içindeki cismin görünen ağırlığı artar. Kendinizi daha ağır hissedersiniz.
