Bir araba düz yolda sabit hızla giderken, motordan tekerleklere iletilen itme kuvveti 800 N'dur. Arabanın hareketine karşı etki eden toplam sürtünme kuvveti kaç N'dur?
A) 0Bu soruyu çözmek için, bir cismin hareketini etkileyen kuvvetler ve Newton'un hareket yasaları arasındaki ilişkiyi anlamamız gerekiyor.
Soruda verilen en önemli bilgi, arabanın "sabit hızla" hareket etmesidir. Fizikte, bir cismin hızı sabitse, bu o cismin ivmesinin (hızındaki değişim oranının) sıfır olduğu anlamına gelir. Yani, $a = 0$.
Newton'un İkinci Hareket Yasası, bir cisme etki eden net kuvvetin, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşit olduğunu belirtir: $F_{net} = m \cdot a$.
Araba sabit hızla hareket ettiği için ivmesi $a = 0$'dır. Bu durumda, formülü uyguladığımızda:
$F_{net} = m \cdot 0$
$F_{net} = 0$
Bu, arabaya etki eden toplam net kuvvetin sıfır olması gerektiği anlamına gelir.
Araba yatay düzlemde hareket ederken, hareket yönünde motordan gelen bir itme kuvveti ($F_{itme}$) ve hareketine zıt yönde etki eden bir sürtünme kuvveti ($F_{sürtünme}$) vardır.
Net kuvvetin sıfır olması için, hareket yönündeki kuvvetler ile hareketin zıt yönündeki kuvvetlerin birbirini dengelemesi, yani büyüklüklerinin eşit olması gerekir.
Bu durumda, $F_{net} = F_{itme} - F_{sürtünme} = 0$ olmalıdır.
Buradan, $F_{itme} = F_{sürtünme}$ sonucuna ulaşırız.
Soruda motordan tekerleklere iletilen itme kuvveti $800 \text{ N}$ olarak verilmiştir. Yani, $F_{itme} = 800 \text{ N}$.
Yukarıdaki adımdan bildiğimiz gibi, $F_{sürtünme} = F_{itme}$ olduğundan,
$F_{sürtünme} = 800 \text{ N}$ olur.
Yani, arabanın hareketine karşı etki eden toplam sürtünme kuvveti $800 \text{ N}$'dur.
Cevap C seçeneğidir.
