Bir öğrenci, masada duran kitabın dengede olduğunu söylüyor. Bu durumla ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Kitaba etki eden net kuvvet sıfırdır
B) Kitabın ağırlığı ile masanın tepki kuvveti eşit büyüklüktedir
C) Kitap ivmelenme hareketi yapmaktadır
D) Kitaba etki eden kuvvetler zıt yönlüdür
Bir cismin dengede olması, o cismin ya duruyor olması ya da sabit hızla hareket ediyor olması anlamına gelir. Her iki durumda da cismin ivmesi sıfırdır ve cisme etki eden net kuvvet de sıfırdır.
- A) Kitaba etki eden net kuvvet sıfırdır: Bir cisim dengede ise, Newton'un Birinci Yasası'na göre cisme etki eden net kuvvet sıfırdır. Yani $\Sigma F = 0$. Bu ifade, dengede olma tanımının doğrudan bir sonucudur. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.
- B) Kitabın ağırlığı ile masanın tepki kuvveti eşit büyüklüktedir: Kitap masanın üzerinde durduğunda, aşağı yönde kendi ağırlığı ($W$) ve yukarı yönde masanın kitaba uyguladığı tepki kuvveti ($N$) etki eder. Kitap dikey doğrultuda hareket etmediği (ivmelenmediği) için bu iki kuvvet birbirini dengelemelidir. Bu durumda, $N = W$ olur. Yani kuvvetler eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.
- C) Kitap ivmelenme hareketi yapmaktadır: Kitap dengede ise, hızı sabittir (bu durumda sıfırdır). Hızı sabit olan bir cismin ivmesi sıfırdır ($a=0$). İvmelenme hareketi yapmak, cismin hızının değiştiği ve dolayısıyla ivmesinin sıfırdan farklı olduğu anlamına gelir. Bu durum, kitabın dengede olmasıyla çelişir. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır.
- D) Kitaba etki eden kuvvetler zıt yönlüdür: Kitaba etki eden temel kuvvetler, aşağı yönlü ağırlık kuvveti ve yukarı yönlü masanın tepki kuvvetidir. Bu iki kuvvet, birbirine zıt yönlüdür ve dengede oldukları için birbirlerini büyüklük olarak da dengelemektedirler. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.
Yukarıdaki açıklamalara göre, kitabın dengede olması durumuyla çelişen ifade C seçeneğidir.
Cevap C seçeneğidir.
