6. Sınıf Dengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler Arasındaki Fark Nedir? Test 1

Bir yüzücü havuzda sabit hızla yüzerken, aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

A) Yüzücüye etki eden net kuvvet sıfırdan farklıdır
B) Yüzücünün ivmesi sıfırdır
C) Su direnci, yüzücünün uyguladığı kuvvetten büyüktür
D) Yüzücü dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir

Sevgili öğrenciler, bu soru hareket ve kuvvet arasındaki ilişkiyi anlamamızı gerektiren temel bir fizik prensibiyle ilgilidir. Şimdi adım adım bu soruyu inceleyelim:

• Soruyu Anlayalım: Soru, bir yüzücünün havuzda sabit hızla yüzdüğünü belirtiyor. Fizikte "sabit hız" ifadesi çok önemlidir.
• Sabit Hız Ne Anlama Gelir?: Bir cisim sabit hızla hareket ediyorsa, bu, hem hızının büyüklüğünün (süratinin) hem de yönünün değişmediği anlamına gelir. Hızda bir değişiklik olmaması, ivmenin sıfır olduğu anlamına gelir. İvme, hızdaki değişim oranıdır. Matematiksel olarak, hız $v$ sabit ise, ivme $a = \frac{\Delta v}{\Delta t} = 0$ olur.
• Newton'un İkinci Yasası: Fizikteki en temel yasalardan biri olan Newton'un İkinci Yasası der ki: Bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir ($F_{net} = ma$).
• Şimdi seçenekleri tek tek değerlendirelim:
• A) Yüzücüye etki eden net kuvvet sıfırdan farklıdır: Eğer yüzücünün ivmesi sıfır ise ($a=0$), Newton'un İkinci Yasası'na göre net kuvvet de sıfır olmalıdır ($F_{net} = m \times 0 = 0$). Dolayısıyla bu ifade yanlıştır.
• B) Yüzücünün ivmesi sıfırdır: Yukarıda açıkladığımız gibi, sabit hızla hareket eden bir cismin ivmesi her zaman sıfırdır. Bu ifade doğrudur.
• C) Su direnci, yüzücünün uyguladığı kuvvetten büyüktür: Eğer su direnci (hareketi engelleyen kuvvet) yüzücünün uyguladığı itme kuvvetinden büyük olsaydı, yüzücü yavaşlardı (hızı azalırdı). Ancak yüzücü sabit hızla yüzdüğü için, ileri iten kuvvet (yüzücünün uyguladığı) ile geri çeken kuvvet (su direnci) birbirine eşit ve zıt yönde olmalıdır. Bu durumda net kuvvet sıfır olur. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır.
• D) Yüzücü dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir: Dengelenmemiş kuvvetler, net kuvvetin sıfırdan farklı olduğu durumdur. Net kuvvet sıfırdan farklı olduğunda, cisim ivmelenir (hızı değişir). Ancak yüzücü sabit hızla yüzdüğü için net kuvvet sıfırdır, yani dengelenmiş kuvvetler etkisindedir. Dolayısıyla bu ifade yanlıştır.
• Sonuç: Sabit hızla hareket eden bir cismin ivmesi sıfırdır ve bu durumda cisme etki eden net kuvvet de sıfırdır.

Cevap B seçeneğidir.