Bir araba düz yolda sabit 90 km/sa hızla giderken, aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Arabanın ivmesi sıfırdırSevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için hareket ve kuvvet arasındaki temel ilişkiyi, yani Newton'un Hareket Yasalarını hatırlamamız gerekiyor. Soruda verilen anahtar bilgi, arabanın sabit 90 km/sa hızla düz yolda gitmesidir.
Adım 1: Sabit Hız ve İvme İlişkisi
Fizikte, bir cismin hızı değişmiyorsa (yani hem sürati hem de yönü sabitse), o cismin ivmesi sıfırdır. İvme, hızdaki değişim anlamına gelir. Arabamız düz yolda sabit bir hızla gittiği için, hızında herhangi bir değişim yoktur. Bu durumda, arabanın ivmesi $a = 0$ olur.
Bu bilgiye göre, A) Arabanın ivmesi sıfırdır ifadesi doğrudur.
Adım 2: İvme ve Net Kuvvet İlişkisi (Newton'un İkinci Yasası)
Newton'un İkinci Hareket Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet ($F_{net}$), cismin kütlesi ($m$) ile ivmesinin ($a$) çarpımına eşittir: $F_{net} = m \cdot a$.
Bir önceki adımda arabanın ivmesinin sıfır ($a = 0$) olduğunu bulmuştuk. Bu durumda, formülde yerine koyarsak: $F_{net} = m \cdot 0 = 0$. Yani, arabaya etki eden net kuvvet sıfırdır.
Bu bilgiye göre, B) Arabaya etki eden net kuvvet sıfırdır ifadesi doğrudur.
Adım 3: Net Kuvvet ve Denge
Bir cisme etki eden net kuvvet sıfır olduğunda, cisim dengelenmiş kuvvetler etkisindedir. Bu, cismi hareket ettirmeye çalışan kuvvetler ile hareketine karşı koyan kuvvetlerin birbirini dengelediği anlamına gelir. Arabanın ileri doğru hareket etmesini sağlayan motor kuvveti ile geriye doğru etki eden sürtünme kuvveti (hava direnci ve yol sürtünmesi) birbirine eşit olmalıdır ki net kuvvet sıfır olsun.
Bu bilgiye göre, C) Motor kuvveti ile sürtünme kuvveti eşittir ifadesi doğrudur.
Adım 4: Yanlış İfadeyi Bulma
Yukarıdaki adımlarda A, B ve C seçeneklerinin doğru olduğunu belirledik. Şimdi D seçeneğine bakalım:
D) Araba dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir
Eğer bir cisim dengelenmemiş kuvvetler etkisinde olsaydı, bu cisme etki eden bir net kuvvet olurdu ($F_{net} \neq 0$). Newton'un İkinci Yasası'na göre, net kuvvet sıfır olmadığında cisim ivmelenir, yani hızı değişir (ya artar ya azalır ya da yönü değişir). Ancak soruda arabanın sabit hızla gittiği belirtilmiştir, bu da ivmenin sıfır olduğu anlamına gelir. İvme sıfırsa, net kuvvet de sıfırdır ve cisim dengelenmiş kuvvetler etkisindedir.
Dolayısıyla, D) Araba dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir ifadesi yanlıştır.
Cevap D seçeneğidir.
