Bir cisim sabit süratle düz bir yolda hareket ediyor. Bu cisim için aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?
A) Cisme etki eden net kuvvet sıfırdan farklıdırSevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım inceleyerek doğru cevaba ulaşalım. Fizikteki temel kavramları hatırlayarak ilerleyeceğiz.
Soru bize bir cismin "sabit süratle düz bir yolda hareket ettiğini" söylüyor. Bu ifade çok önemlidir:
Hem sürat (hızın büyüklüğü) hem de yön değişmediğine göre, cismin hızı sabittir. Hız, hem büyüklüğü hem de yönü olan vektörel bir niceliktir. Eğer ikisi de sabitse, hız vektörü de sabittir.
İvme (hızlanma), bir cismin hızındaki değişimdir. Matematiksel olarak ivme $a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$ şeklinde ifade edilir, burada $\Delta v$ hız değişimi ve $\Delta t$ zaman değişimidir.
Bizim cismimizin hızı sabit olduğuna göre, hızında herhangi bir değişim yoktur. Yani, $\Delta v = 0$ (hız değişimi sıfırdır).
Eğer hız değişimi sıfırsa, cismin ivmesi de sıfır olmak zorundadır: $a = \frac{0}{\Delta t} = 0$.
Şimdi bulduğumuz bu bilgiyle seçenekleri tek tek değerlendirelim:
Newton'un İkinci Hareket Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet $F_{net} = m \cdot a$ formülüyle bulunur (burada $m$ kütle, $a$ ivmedir). Biz cismin ivmesinin ($a$) sıfır olduğunu bulduk. O zaman cisme etki eden net kuvvet $F_{net} = m \cdot 0 = 0$ olmalıdır. Yani net kuvvet sıfırdır. Bu nedenle A seçeneği yanlıştır.
Yukarıdaki Adım 2'de de açıkladığımız gibi, cismin hızı sabit olduğu için hızında bir değişim yoktur ve dolayısıyla ivmesi sıfırdır. Bu seçenek doğrudur.
Bu, sıkça yapılan bir yanılgıdır. Net kuvvetin sıfır olması, cisme hiç kuvvet etki etmediği anlamına gelmez. Örneğin, bir araba sabit süratle düz yolda giderken, motorun ileri itme kuvveti, sürtünme ve hava direnci kuvvetleri, yerçekimi kuvveti ve yolun tepki kuvveti (normal kuvvet) gibi birçok kuvvet etki eder. Ancak bu kuvvetlerin vektörel toplamı (net kuvvet) sıfırdır. Yani, ileri iten kuvvetler ile geri çeken kuvvetler birbirini dengeler, yukarı çeken ve aşağı çeken kuvvetler de birbirini dengeler. Bu nedenle C seçeneği yanlıştır.
Soruda cismin kütlesinin değiştiğine dair hiçbir bilgi verilmemiştir. Sabit süratle düz yolda hareket etmek, kütlenin değiştiği anlamına gelmez. Standart fizik problemlerinde aksi belirtilmedikçe kütle sabit kabul edilir. Bu nedenle D seçeneği yanlıştır.
Tüm değerlendirmeler sonucunda, cismin sabit süratle düz bir yolda hareket etmesi durumunda kesinlikle doğru olan ifade, cismin ivmesinin sıfır olmasıdır.
Cevap B seçeneğidir.
