Masanın üzerinde duran bir kitap için aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?
A) Dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir
B) Yere doğru net kuvvet vardır
C) Yüzeyin tepkisi kitabın ağırlığına eşittir
D) Sürtünme kuvveti kitabı hareket ettirir
Masanın üzerinde duran bir kitap, fiziksel olarak dengede bir cisimdir. Bir cismin dengede olması, onun ya sabit hızla hareket ettiği ya da durduğu anlamına gelir. Bu durumda kitap durduğu için, üzerindeki net kuvvetin sıfır olması gerekir. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir: Eğer kitap dengelenmemiş kuvvetler etkisinde olsaydı, Newton'ın İkinci Yasası'na ($F_{net} = ma$) göre bir ivmeye sahip olurdu ve dolayısıyla hareket ederdi veya hızını değiştirirdi. Ancak kitap durduğu için bu ifade yanlıştır. Üzerindeki kuvvetler dengelenmiştir.
- B) Yere doğru net kuvvet vardır: Eğer yere doğru (aşağı yönde) bir net kuvvet olsaydı, kitap masanın içinden geçerek aşağı doğru hızlanırdı. Kitap masanın üzerinde durduğuna göre, aşağı yönde bir net kuvvet yoktur. Bu ifade de yanlıştır.
- C) Yüzeyin tepkisi kitabın ağırlığına eşittir: Kitap masanın üzerinde dururken, iki temel kuvvetin etkisindedir: Kitabın kütlesinden dolayı Dünya tarafından aşağı doğru uygulanan ağırlık (G) ve masa yüzeyinin kitaba, ağırlığına zıt yönde (yukarı doğru) uyguladığı yüzeyin tepki kuvveti (N). Kitap dengede (hareketsiz) olduğu için, yukarı yönlü kuvvetlerin toplamı ile aşağı yönlü kuvvetlerin toplamı birbirine eşit olmalıdır. Bu durumda, masa yüzeyinin kitaba uyguladığı tepki kuvveti (yukarı doğru) ile kitabın ağırlığı (aşağı doğru) birbirini dengelemelidir. Yani, $N = G$. Bu ifade doğrudur.
- D) Sürtünme kuvveti kitabı hareket ettirir: Sürtünme kuvveti, genellikle bir yüzey üzerinde hareket etmeye çalışan veya hareket eden bir cismin hareketini engellemeye veya yavaşlatmaya çalışan bir kuvvettir. Kitap zaten hareket etmediği için ve onu hareket ettirmeye çalışan başka bir dış kuvvetten bahsedilmediği için, sürtünme kuvvetinin onu hareket ettirmesi söz konusu değildir. Bu ifade yanlıştır.
Bu nedenle, masanın üzerinde duran bir kitap için doğru ifade, yüzeyin tepki kuvvetinin kitabın ağırlığına eşit olmasıdır.
Cevap C seçeneğidir.
