Aynı doğrultuda ve yönde uygulanan iki kuvvetin bileşkesi 25 N'dir. Kuvvetlerden biri diğerinin 4 katı olduğuna göre, büyük kuvvet kaç N'dir?
A) 5Sevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım çözerek kuvvetlerin bileşkesi konusunu daha iyi anlayalım.
Öncelikle soruda bize ne verildiğini ve bizden ne istendiğini netleştirelim:
İki kuvvetin aynı doğrultuda ve yönde uygulandığı belirtiliyor. Bu çok önemli bir bilgi! Aynı yöndeki kuvvetlerin bileşkesi, kuvvetlerin büyüklüklerinin toplamına eşittir.
Bu iki kuvvetin bileşkesi $25 \text{ N}$ olarak verilmiş. Bileşke kuvvet, tüm kuvvetlerin yaptığı etkiyi tek başına yapan kuvvettir.
Kuvvetlerden birinin diğerinin $4$ katı olduğu söyleniyor.
Bizden istenen ise büyük kuvvetin kaç Newton ($N$) olduğudur.
Şimdi bu bilgileri matematiksel denklemlere dönüştürelim:
Küçük kuvvete $F_1$ diyelim.
Büyük kuvvete $F_2$ diyelim.
Kuvvetlerden biri diğerinin $4$ katı olduğuna göre, büyük kuvvet küçük kuvvetin $4$ katıdır:
$F_2 = 4 \times F_1$
Kuvvetler aynı doğrultuda ve yönde uygulandığı için bileşke kuvvet ($F_{bileşke}$), bu iki kuvvetin toplamına eşittir:
$F_{bileşke} = F_1 + F_2$
Bileşke kuvvetin $25 \text{ N}$ olduğunu biliyoruz, bu denklemi yerine yazalım:
$25 = F_1 + F_2$
Şimdi elimizdeki denklemleri kullanarak $F_1$ ve $F_2$ değerlerini bulalım:
Elimizde iki denklem var:
1. $F_2 = 4 \times F_1$
2. $25 = F_1 + F_2$
Birinci denklemi ( $F_2 = 4 \times F_1$ ) ikinci denklemde ($25 = F_1 + F_2$) yerine yazalım:
$25 = F_1 + (4 \times F_1)$
Şimdi $F_1$ değerini bulmak için denklemi çözelim:
$25 = 5 \times F_1$
$F_1 = \frac{25}{5}$
$F_1 = 5 \text{ N}$
Küçük kuvveti ($F_1$) bulduğumuza göre, şimdi büyük kuvveti ($F_2$) bulabiliriz. $F_2 = 4 \times F_1$ denklemini kullanalım:
$F_2 = 4 \times 5 \text{ N}$
$F_2 = 20 \text{ N}$
Bulduğumuz değerlerin sorudaki koşulları sağlayıp sağlamadığını kontrol edelim:
Küçük kuvvet $F_1 = 5 \text{ N}$.
Büyük kuvvet $F_2 = 20 \text{ N}$.
Büyük kuvvet, küçük kuvvetin $4$ katı mı? Evet, $20 = 4 \times 5$.
İki kuvvetin bileşkesi $25 \text{ N}$ mi? Evet, aynı yönde oldukları için $F_1 + F_2 = 5 \text{ N} + 20 \text{ N} = 25 \text{ N}$.
Tüm koşullar sağlandığına göre çözümümüz doğrudur.
Buna göre, büyük kuvvet $20 \text{ N}$'dir.
Cevap D seçeneğidir.