Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetler 6. sınıf fen bilimleri Test 2

Bir öğrenci masa üzerinde duran kitaba etki eden kuvvetleri analiz ediyor. Kitabın ağırlığı 8 N, masanın kitaba uyguladığı tepki kuvveti 8 N'dir. Bu durumla ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?

A) Kitap dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir.
B) Kitap hareket etmektedir.
C) Kitaba etki eden net kuvvet 16 N'dur.
D) Kitap dengelenmiş kuvvetler etkisindedir.

Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için öncelikle kitaba etki eden kuvvetleri ve bu kuvvetlerin birbirini nasıl etkilediğini anlamamız gerekiyor. Adım adım ilerleyelim:

• 1. Kitaba Etki Eden Kuvvetleri Belirleyelim:
• Kitap masa üzerinde durduğuna göre, ona etki eden iki temel kuvvet vardır:
• Ağırlık Kuvveti ($F_g$): Dünya'nın kitabı kendine doğru çekmesiyle oluşan kuvvettir. Yönü her zaman aşağı doğrudur. Soruda bu kuvvetin büyüklüğü 8 N olarak verilmiştir.
• Tepki Kuvveti ($F_N$): Kitabın masaya uyguladığı ağırlık kuvvetine karşılık, masanın kitaba yukarı doğru uyguladığı kuvvettir. Yönü her zaman yüzeye dik ve yukarı doğrudur. Soruda bu kuvvetin büyüklüğü 8 N olarak verilmiştir.
• 2. Net Kuvveti Hesaplayalım:
• Net kuvvet, bir cisme etki eden tüm kuvvetlerin vektörel toplamıdır. Burada iki kuvvet zıt yönlerde etki etmektedir (biri aşağı, diğeri yukarı).
• Yukarı yönlü kuvveti pozitif, aşağı yönlü kuvveti negatif kabul edersek, net kuvveti şu şekilde buluruz:
• $F_{net} = F_N - F_g$
• $F_{net} = 8 \text{ N} - 8 \text{ N}$
• $F_{net} = 0 \text{ N}$
• Yani, kitaba etki eden net kuvvet sıfırdır.
• 3. Net Kuvvetin Anlamını Yorumlayalım:
• Fizikte, bir cisme etki eden net kuvvet sıfır olduğunda, o cismin dengelenmiş kuvvetler etkisinde olduğu söylenir.
• Newton'un Birinci Hareket Yasası'na (Eylemsizlik Yasası) göre, dengelenmiş kuvvetler etkisindeki bir cisim:
• Eğer duruyorsa, durmaya devam eder.
• Eğer hareket ediyorsa, sabit hızla (ivmesiz) hareketine devam eder.
• Bizim durumumuzda kitap masa üzerinde durduğuna göre, net kuvvet sıfır olduğu için durmaya devam edecektir.
• 4. Seçenekleri Değerlendirelim:
• A) Kitap dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir. Yanlış. Net kuvvet $0 \text{ N}$ olduğu için kuvvetler dengelenmiştir.
• B) Kitap hareket etmektedir. Yanlış. Kitap duruyorsa ve net kuvvet $0 \text{ N}$ ise, durmaya devam eder.
• C) Kitaba etki eden net kuvvet 16 N'dur. Yanlış. Kuvvetler zıt yönlü olduğu için toplanmaz, farkları alınır ve net kuvvet $0 \text{ N}$'dur.
• D) Kitap dengelenmiş kuvvetler etkisindedir. Doğru. Yukarı ve aşağı yönlü kuvvetler birbirini dengelediği için net kuvvet $0 \text{ N}$'dur.

Cevap D seçeneğidir.