Bir cisim üzerine etki eden iki kuvvet vektörü $\vec{F_1}$ = 12 N (doğu) ve $\vec{F_2}$ = 12 N (batı) olarak verilmiştir. Bu kuvvetlerle ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi yanlıştır?
A) Büyüklükleri eşittir
B) Yönleri zıttır
C) Bileşke kuvvet sıfırdır
D) Cisim ivmelenir
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, bir cisim üzerine etki eden iki kuvvetin özelliklerini ve bu kuvvetlerin cisim üzerindeki etkisini inceleyeceğiz. Fizikte kuvvetler, hem büyüklüğe hem de yöne sahip vektörel niceliklerdir. Bu nedenle, kuvvetleri toplarken veya çıkarırken yönlerini dikkate almamız çok önemlidir.
-
Verilen Kuvvetler:
- $\vec{F_1}$ = 12 N (doğu)
- $\vec{F_2}$ = 12 N (batı)
-
A) Büyüklükleri eşittir:
- $\vec{F_1}$ kuvvetinin büyüklüğü 12 N'dir.
- $\vec{F_2}$ kuvvetinin büyüklüğü de 12 N'dir.
- Gördüğümüz gibi, her iki kuvvetin de büyüklüğü aynıdır. Bu ifade doğrudur.
-
B) Yönleri zıttır:
- $\vec{F_1}$ kuvveti doğu yönündedir.
- $\vec{F_2}$ kuvveti batı yönündedir.
- Doğu ve batı yönleri birbirine tamamen zıttır. Bu ifade de doğrudur.
-
C) Bileşke kuvvet sıfırdır:
- Bileşke kuvvet (net kuvvet), bir cisim üzerine etki eden tüm kuvvetlerin vektörel toplamıdır.
- Kuvvetler zıt yönlü olduğu için, bileşke kuvvetin büyüklüğünü bulmak için kuvvetlerin büyüklüklerini birbirinden çıkarmamız gerekir.
- Doğu yönünü pozitif (+) kabul edersek, batı yönü negatif (-) olur.
- Bileşke kuvvet $\vec{F_{net}} = \vec{F_1} + \vec{F_2} = 12 \text{ N (doğu)} + (-12 \text{ N (batı)}) = 12 \text{ N} - 12 \text{ N} = 0 \text{ N}$.
- Yani, cisim üzerine etki eden net kuvvet sıfırdır. Bu ifade de doğrudur.
-
D) Cisim ivmelenir:
- Newton'ın İkinci Hareket Yasası'na göre, bir cisim üzerine etki eden net kuvvet ile cismin ivmesi arasında $\vec{F_{net}} = m\vec{a}$ ilişkisi vardır. Burada $m$ cismin kütlesi, $\vec{a}$ ise ivmesidir.
- C seçeneğinde bulduğumuz gibi, cisim üzerine etki eden bileşke kuvvet (net kuvvet) sıfırdır ($\vec{F_{net}} = 0$).
- Bu durumda, $0 = m\vec{a}$ denklemini elde ederiz. Eğer cismin kütlesi sıfırdan farklı ise (ki öyledir), bu denklemin sağlanabilmesi için ivmenin $\vec{a} = 0$ olması gerekir.
- İvmenin sıfır olması, cismin ya durduğu (hızının sıfır olduğu) ya da sabit hızla hareket ettiği anlamına gelir. Cisim ivmelenmez (hızı değişmez).
- Bu nedenle, "Cisim ivmelenir" ifadesi yanlıştır.
Cevap D seçeneğidir.
