9. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı 4. senaryo Test 2

Bir cisim üzerine aynı doğrultuda, aynı yönde $F_1 = 10 \text{ N}$ ve zıt yönde $F_2 = 4 \text{ N}$ büyüklüğünde kuvvetler etki etmektedir. Bu cisim üzerine etki eden net kuvvetin yönü ve büyüklüğü aşağıdakilerden hangisidir?

A) $14 \text{ N}$, $F_1$ yönünde
B) $6 \text{ N}$, $F_1$ yönünde
C) $6 \text{ N}$, $F_2$ yönünde
D) $14 \text{ N}$, $F_2$ yönünde
E) $0 \text{ N}$

Sevgili öğrenciler, bu soruda bir cisim üzerine etki eden kuvvetlerin bileşkesini, yani net kuvveti bulmamız isteniyor. Kuvvetler, bir cismin hareketini değiştirebilen itme veya çekme etkileridir ve hem büyüklüğü hem de yönü olan vektörel niceliklerdir. Şimdi adım adım bu soruyu çözelim:

• 1. Kuvvetleri ve Yönlerini Anlayalım:

  Bize verilen bilgilere göre, cisme iki farklı kuvvet etki ediyor:

  • $F_1 = 10 \text{ N}$ büyüklüğünde bir kuvvet. Bu kuvvetin belirli bir yönü var.
  • $F_2 = 4 \text{ N}$ büyüklüğünde bir kuvvet. Bu kuvvetin yönü, $F_1$ kuvvetinin yönüne zıt.

  Aynı doğrultuda olmaları, bu kuvvetlerin aynı çizgi üzerinde, örneğin yatay bir çizgi üzerinde veya dikey bir çizgi üzerinde etki ettiği anlamına gelir. Yönlerinin zıt olması ise, birbirlerine ters yönde itme veya çekme uyguladıkları demektir.

• 2. Net Kuvvetin Büyüklüğünü Hesaplayalım:

  Bir cisim üzerine etki eden kuvvetler zıt yönlüyse, net kuvveti bulmak için büyük olan kuvvetin büyüklüğünden küçük olan kuvvetin büyüklüğü çıkarılır. Bu durum, bir halat çekme yarışmasına benzer; güçlü takımın yönünde bir hareket olur, ancak fark kadar bir kuvvetle.

  Bu durumda, net kuvvet ($F_{net}$) şu şekilde hesaplanır:

  $F_{net} = |F_1 - F_2|$

  $F_{net} = |10 \text{ N} - 4 \text{ N}|$

  $F_{net} = 6 \text{ N}$

  Yani, cisim üzerine etki eden net kuvvetin büyüklüğü $6 \text{ N}$'dur.

• 3. Net Kuvvetin Yönünü Belirleyelim:

  Net kuvvetin yönü, her zaman büyüklüğü daha fazla olan kuvvetin yönüyle aynıdır. Çünkü daha büyük olan kuvvet, diğer kuvvetin etkisini tamamen ortadan kaldıramaz ve kendi yönünde bir etki yaratmaya devam eder.

  Bizim örneğimizde, $F_1 = 10 \text{ N}$ ve $F_2 = 4 \text{ N}$ olduğuna göre, $F_1$ kuvveti daha büyüktür ($10 \text{ N} > 4 \text{ N}$).

  Bu nedenle, net kuvvetin yönü, $F_1$ kuvvetinin yönüyle aynı olacaktır.

• 4. Sonucu Birleştirelim:

  Yaptığımız hesaplamalar sonucunda, cisim üzerine etki eden net kuvvetin büyüklüğü $6 \text{ N}$ ve yönü $F_1$ yönündedir.

Şimdi bu sonucu seçeneklerle karşılaştıralım:

• A) $14 \text{ N}$, $F_1$ yönünde (Yanlış, bu kuvvetler aynı yönde olsaydı toplamları $14 \text{ N}$ olurdu.)
• B) $6 \text{ N}$, $F_1$ yönünde (Doğru, bizim bulduğumuz sonuçla aynı.)
• C) $6 \text{ N}$, $F_2$ yönünde (Yanlış, büyüklük doğru ama yön $F_1$ yönünde olmalıydı.)
• D) $14 \text{ N}$, $F_2$ yönünde (Yanlış.)
• E) $0 \text{ N}$ (Yanlış, kuvvetler eşit büyüklükte ve zıt yönde olsaydı net kuvvet $0 \text{ N}$ olurdu.)

Cevap B seçeneğidir.