Dengelenmiş ve dengelenmemiş kuvvetler 6. sınıf fen bilimleri Test 2

Yatay bir yolda 20 m/s sabit hızla giden bir otomobil için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Otomobile etki eden net kuvvet sıfırdan farklıdır.
B) Otomobil dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir.
C) Otomobilin motor kuvveti sürtünme kuvvetine eşittir.
D) Otomobil hızlanmaktadır.

Sevgili öğrenciler,

Bu soruyu çözmek için hareket ve kuvvet arasındaki temel ilişkiyi, yani Newton'un Hareket Yasalarını hatırlamamız gerekiyor. Adım adım inceleyelim:

• Soruyu Anlama: Soruda verilen en önemli bilgi, otomobilin "20 m/s sabit hızla" hareket etmesidir. Sabit hız, hem süratinin değişmediği hem de yönünün değişmediği anlamına gelir.
• Sabit Hız ve İvme İlişkisi: Bir cismin hızı sabitse, o cismin ivmesi ($a$) sıfırdır. İvme, hızdaki değişim oranıdır. Hız değişmiyorsa, ivme de yoktur. Yani, $a = 0$.
• Newton'un İkinci Yasası: Newton'un İkinci Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet ($F_{net}$), cismin kütlesi ($m$) ile ivmesinin ($a$) çarpımına eşittir: $F_{net} = m \cdot a$.
• Net Kuvvetin Hesaplanması: Otomobilin ivmesi sıfır olduğuna göre ($a = 0$), otomobile etki eden net kuvvet de sıfır olmalıdır: $F_{net} = m \cdot 0 = 0$. Bu durum, otomobilin dengelenmiş kuvvetler etkisinde olduğunu gösterir.
• Seçenekleri Değerlendirme:
  • A) Otomobile etki eden net kuvvet sıfırdan farklıdır. Bu ifade yanlıştır. Yukarıda açıkladığımız gibi, sabit hızla hareket eden bir cisme etki eden net kuvvet sıfırdır.
  • B) Otomobil dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir. Bu ifade de yanlıştır. Net kuvvet sıfır olduğu için otomobil dengelenmiş kuvvetler etkisindedir. Dengelenmemiş kuvvetler, cismin hızını veya yönünü değiştirmesine (yani ivmelenmesine) neden olur.
  • C) Otomobilin motor kuvveti sürtünme kuvvetine eşittir. Otomobil yatay yolda hareket ederken, ileri yönde motor kuvveti ve geri yönde sürtünme kuvvetleri (hava direnci, yuvarlanma sürtünmesi vb.) etki eder. Net kuvvetin sıfır olması için, ileri yöndeki kuvvetlerin (motor kuvveti) geri yöndeki kuvvetlere (sürtünme kuvveti) eşit büyüklükte ve zıt yönde olması gerekir. Bu durumda kuvvetler birbirini dengeleyerek net kuvveti sıfır yapar ve otomobil sabit hızla hareket etmeye devam eder. Bu ifade doğrudur.
  • D) Otomobil hızlanmaktadır. Bu ifade yanlıştır. Soruda otomobilin "sabit hızla" gittiği açıkça belirtilmiştir. Hızlanmak, hızın artması anlamına gelir ve bu durum net bir kuvvetin varlığını gerektirir.

Cevap C seçeneğidir.