Yatay düzlemde durmakta olan bir cisme uygulanan dört kuvvet şekilde gösterilmiştir. F₁=10 N (sağ), F₂=8 N (sol), F₃=5 N (yukarı), F₄=5 N (aşağı). Buna göre cisimle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Cisim sağa doğru 2 N'luk net kuvvet etkisinde hareket ederMerhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir cisme etki eden kuvvetleri analiz ederek cismin nasıl bir hareket yapacağını bulacağız. Fizikte kuvvetlerin etkisini anlamak için net kuvvet kavramını çok iyi bilmeliyiz. Haydi adım adım bu soruyu çözelim!
Kuvvetleri Yönlerine Göre Gruplandırma: Bir cisme birden fazla kuvvet etki ettiğinde, cismin hareketini belirlemek için tüm kuvvetlerin bileşkesini, yani net kuvveti bulmamız gerekir. Net kuvveti bulurken, aynı doğrultudaki kuvvetleri kendi aralarında toplar veya çıkarırız. Bu soruda kuvvetler yatay (sağ-sol) ve dikey (yukarı-aşağı) doğrultularda verilmiştir.
Yatay Doğrultudaki Net Kuvveti Hesaplama: Yatay doğrultuda iki kuvvetimiz var: $F_1 = 10 \text{ N}$ sağa ve $F_2 = 8 \text{ N}$ sola. Zıt yönlü kuvvetler birbirini götürür. Bu durumda, sağa doğru olan kuvvetten sola doğru olan kuvveti çıkararak yatay net kuvveti buluruz:
$F_{\text{net, yatay}} = F_1 - F_2 = 10 \text{ N} - 8 \text{ N} = 2 \text{ N}$
Bu $2 \text{ N}$'luk net kuvvet sağa doğrudur, çünkü sağa doğru olan kuvvet daha büyüktür.
Dikey Doğrultudaki Net Kuvveti Hesaplama: Dikey doğrultuda da iki kuvvetimiz var: $F_3 = 5 \text{ N}$ yukarı ve $F_4 = 5 \text{ N}$ aşağı. Bu kuvvetler de zıt yönlüdür ve büyüklükleri eşittir. Bu durumda, dikey net kuvveti bulmak için yukarı doğru olan kuvvetten aşağı doğru olan kuvveti çıkarırız:
$F_{\text{net, dikey}} = F_3 - F_4 = 5 \text{ N} - 5 \text{ N} = 0 \text{ N}$
Dikey doğrultudaki net kuvvet sıfırdır. Bu, cismin dikey doğrultuda herhangi bir hareket eğilimi göstermeyeceği anlamına gelir.
Cisme Etki Eden Toplam Net Kuvveti Belirleme: Yatay doğrultuda $2 \text{ N}$ sağa doğru bir net kuvvet varken, dikey doğrultuda net kuvvet $0 \text{ N}$'dur. Dolayısıyla, cisme etki eden toplam net kuvvet sadece yatay doğrultudaki kuvvettir.
$F_{\text{net, toplam}} = 2 \text{ N}$ (sağa doğru)
Cismin Hareketi Hakkında Yorum Yapma: Newton'un hareket yasalarına göre, bir cisme etki eden net kuvvet sıfırdan farklıysa, cisim net kuvvet yönünde ivmelenir (hızlanır). Bizim durumumuzda, cisme sağa doğru $2 \text{ N}$'luk bir net kuvvet etki etmektedir. Bu da cismin sağa doğru hareket edeceğini gösterir.
Bu analizlere göre seçenekleri değerlendirelim:
A) Cisim sağa doğru $2 \text{ N}$'luk net kuvvet etkisinde hareket eder. (Bu ifade, hesaplamalarımızla tamamen uyumludur.)
B) Cisim sola doğru $2 \text{ N}$'luk net kuvvet etkisinde hareket eder. (Yön yanlıştır.)
C) Cisim dengelenmiş kuvvetler etkisindedir. (Net kuvvet sıfır olmadığı için yanlıştır.)
D) Cisim yukarı doğru $5 \text{ N}$'luk net kuvvet etkisinde hareket eder. (Dikey net kuvvet sıfırdır, bu ifade yanlıştır.)
Cevap A seçeneğidir.
