Bir cisim sabit hızla hareket ederken kütlesi iki katına çıkarılıyor. Bu durumda cismin hareketi için ne söylenebilir?
A) Hızı artarSevgili öğrenciler,
Bu soruyu adım adım inceleyelim ve fizik prensiplerini kullanarak doğru cevabı bulalım.
Bir cismin sabit hızla hareket etmesi demek, hem süratinin (hızının büyüklüğünün) hem de hareket yönünün değişmediği anlamına gelir. Fizikte, hızın değişmemesi demek, cismin ivmesinin ($a$) sıfır olması demektir. Yani, cisim hızlanmıyor veya yavaşlamıyor, ayrıca yön değiştirmiyor.
Newton'un İkinci Hareket Yasası bize şunu söyler: Bir cisme etki eden net kuvvet ($F_{net}$), cismin kütlesi ($m$) ile ivmesinin ($a$) çarpımına eşittir. Yani, $F_{net} = m \cdot a$.
Eğer cisim sabit hızla hareket ediyorsa, ivmesi ($a$) sıfırdır. Bu durumda, formüle göre cisme etki eden net kuvvetin de sıfır olması gerekir ($F_{net} = m \cdot 0 = 0$).
Özetle: Sabit hızla hareket eden bir cisme etki eden net kuvvet sıfırdır.
Soruda cismin kütlesinin iki katına çıkarıldığı belirtiliyor. Ancak, bu kütle değişimi cismin üzerine yeni bir net kuvvet etki etmesine neden olmaz.
Cisim başlangıçta sabit hızla hareket ettiği için üzerine etki eden net kuvvet sıfırdı. Kütle değişimi, dışarıdan uygulanan bir kuvvet değildir. Eğer dışarıdan bir kuvvet uygulanmıyorsa veya var olan kuvvetlerin dengesi bozulmuyorsa, cisme etki eden net kuvvet sıfır kalmaya devam eder.
Cisme etki eden net kuvvet sıfır kalmaya devam ettiği için, Newton'un İkinci Yasası'na göre cismin ivmesi de sıfır kalmaya devam edecektir ($F_{net} = m_{yeni} \cdot a = 0 \implies a = 0$).
İvme sıfır olduğu sürece, cismin hızı (hem sürati hem de yönü) değişmeyecektir. Kütlenin artması, cismin eylemsizliğini (hareket durumunu koruma eğilimini) artırır, ancak bu durum, üzerine net bir kuvvet etki etmedikçe hızını değiştirmez.
Bu nedenle, cismin kütlesi iki katına çıkarılsa bile, üzerine etki eden net kuvvet sıfır olduğu sürece hızı değişmez.
Cevap C seçeneğidir.
