Kuvvet duran bir cismi nasıl etkiler Test 1

Yatay bir zeminde durmakta olan 5 kg kütleli bir cisme 15 N'luk yatay kuvvet uygulanıyor. Cisim hareket etmediğine göre, cisme etki eden sürtünme kuvveti kaç N'dur?

A) 0
B) 5
C) 10
D) 15

Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için cisimlere etki eden kuvvetler ve hareket durumları arasındaki ilişkiyi hatırlayalım. Özellikle bir cisim hareket etmiyorsa, üzerine etki eden net kuvvetin sıfır olması gerektiğini unutmayalım.

• Cismin Durumu: Soruda belirtildiği gibi, cisme $15 \text{ N}$'luk yatay kuvvet uygulanmasına rağmen cisim hareket etmiyor. Bu durum, cismin dengede olduğunu gösterir.
• Denge Durumu ve Net Kuvvet: Bir cisim dengede ise (yani duruyorsa veya sabit hızla hareket ediyorsa), üzerine etki eden net kuvvet sıfırdır. Bu, cismin üzerine etki eden tüm kuvvetlerin birbirini dengelediği anlamına gelir.
• Yatay Kuvvetlerin Analizi: Cisme yatay doğrultuda iki temel kuvvet etki etmektedir: uygulanan kuvvet ve sürtünme kuvveti. Uygulanan kuvvet, cismi hareket ettirmeye çalışırken, sürtünme kuvveti bu hareketi engellemeye çalışır ve uygulanan kuvvete zıt yönde etki eder.
• Kuvvetlerin Dengelenmesi: Cisim hareket etmediği için, yatay doğrultudaki net kuvvet sıfır olmalıdır. Bu durumda, uygulanan kuvvet ($F_{uygulanan}$) ile sürtünme kuvveti ($F_{sürtünme}$) birbirini dengelemelidir. Yani, büyüklükleri eşit ve yönleri zıt olmalıdır.
• Sürtünme Kuvvetinin Hesaplanması:

  Uygulanan kuvvetin büyüklüğü $F_{uygulanan} = 15 \text{ N}$ olarak verilmiştir.

  Cisim hareket etmediği için, yataydaki net kuvvet $F_{net} = 0$ olmalıdır.

  Bu durumda, $F_{uygulanan} - F_{sürtünme} = 0$ denklemini yazabiliriz (burada sürtünme kuvvetini uygulanan kuvvete zıt yönde kabul ettik).

  Denklemi çözdüğümüzde:

  $F_{sürtünme} = F_{uygulanan}$

  $F_{sürtünme} = 15 \text{ N}$

  Gördüğümüz gibi, cisim hareket etmediği sürece, sürtünme kuvveti uygulanan kuvvete eşit ve zıt yönde olacaktır.

Cevap D seçeneğidir.