Aşağıdaki durumların hangisinde dengelenmiş kuvvetler söz konusudur?
A) Havaya atılan topun yükselmesiSevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için öncelikle dengelenmiş kuvvetler kavramını iyi anlamamız gerekiyor. Bir cisme etki eden kuvvetler dengelenmişse, bu, cisme etki eden net kuvvetin sıfır olduğu anlamına gelir ($F_{net} = 0$). Newton'un Birinci Yasası'na (Eylemsizlik Yasası) göre, net kuvvet sıfır olduğunda cisim ya duruyordur ya da sabit hızla (sabit sürat ve sabit yön) hareket ediyordur. Yani, cismin ivmesi sıfırdır ($a = 0$).
A) Havaya atılan topun yükselmesi: Top havaya atıldığında, yer çekimi kuvveti nedeniyle hızı sürekli azalır. Hızının değişmesi (azalması) demek, topun ivmeli hareket yaptığı anlamına gelir. İvme varsa, cisme etki eden net bir kuvvet vardır ($F_{net} \neq 0$). Dolayısıyla, kuvvetler dengelenmemiştir.
B) Kalkış yapan uçak: Kalkış yapan bir uçak, hızını artırarak yerden yükselir. Hızının artması demek, uçağın ivmeli hareket yaptığı anlamına gelir. İvme varsa, cisme etki eden net bir kuvvet vardır ($F_{net} \neq 0$). Dolayısıyla, kuvvetler dengelenmemiştir.
C) Viraja giren araba: Bir araba viraja girdiğinde, sürati sabit kalsa bile hareket yönü değişir. Hız, hem sürati hem de yönü olan vektörel bir büyüklüktür. Yön değiştiği için hız da değişmiş olur. Hızın değişmesi (yönünün değişmesi) demek, arabanın ivmeli hareket yaptığı (merkezcil ivme) anlamına gelir. İvme varsa, cisme etki eden net bir kuvvet vardır ($F_{net} \neq 0$). Dolayısıyla, kuvvetler dengelenmemiştir.
D) Sabit hızla giden bisiklet: "Sabit hızla giden" ifadesi, bisikletin hem süratinin hem de hareket yönünün değişmediği anlamına gelir. Hız sabitse, bisikletin ivmesi sıfırdır ($a = 0$). İvme sıfır olduğunda, cisme etki eden net kuvvet de sıfırdır ($F_{net} = ma = 0$). Bu durumda, bisiklete etki eden ileri yöndeki kuvvetler (pedal gücü) ile geri yöndeki kuvvetler (hava direnci, sürtünme) birbirini dengelemiş demektir. Yani, kuvvetler dengelenmiştir.
Bu analizlere göre, dengelenmiş kuvvetlerin söz konusu olduğu durum D seçeneğidir.
Cevap D seçeneğidir.
