Düzgün çembersel hareket yapan bir cisim için aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Merkezcil kuvvet daima hareket doğrultusuna diktirDüzgün çembersel hareket, bir cismin sabit bir süratle dairesel bir yörüngede hareket etmesidir. Bu hareket sırasında cismin sürati sabit kalırken, hızının yönü sürekli değişir. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
Düzgün çembersel harekette cismin hızı (hareket doğrultusu) her an çembere teğettir. Merkezcil kuvvet ise daima çemberin merkezine doğrudur. Çemberin teğeti ile yarıçapı (kuvvetin yönü) birbirine diktir. Bu nedenle, merkezcil kuvvet daima hareket doğrultusuna diktir. Bu ifade doğrudur.
Kinetik enerji formülü $E_k = \frac{1}{2}mv^2$'dir. Düzgün çembersel harekette cismin kütlesi ($m$) sabittir ve sürati ($v$) de sabittir. Dolayısıyla, cismin kinetik enerjisi de sabit kalır. Bu ifade doğrudur.
Açısal hız ($\vec{\omega}$), birim zamanda taranan açısal yer değiştirme miktarıdır ve vektörel bir büyüklüktür. Düzgün çembersel harekette cisim eşit zaman aralıklarında eşit açılar tarar, bu da açısal hızının büyüklüğünün sabit olduğu anlamına gelir. Ayrıca, hareket düzlemi ve dönme yönü değişmediği için açısal hızın yönü de sabittir (sağ el kuralına göre). Bu nedenle, cismin açısal hızı sabittir. Bu ifade doğrudur.
Merkezcil kuvvet, cismin hareket doğrultusuna (hız vektörüne) daima diktir. Bir kuvvete dik olan bir kuvvet, cismin hızının büyüklüğünü (süratini) değiştiremez, sadece yönünü değiştirebilir. Eğer merkezcil kuvvet cismin hızını artırsaydı, bu düzgün çembersel hareket olmazdı, çünkü sürat sabit kalmazdı. Merkezcil kuvvetin tek görevi, cismi dairesel yörüngede tutarak hızının yönünü sürekli değiştirmektir. Bu ifade yanlıştır.
Cevap D seçeneğidir.
