Net kuvvet ne zaman sıfır olur Test 2

Yatay düzlemde durmakta olan 4 kg kütleli cisme, yatay doğrultuda 8 N'luk kuvvet uygulanıyor. Sürtünme kuvveti 8 N olduğuna göre, cisimle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) 2 m/s² ivmeyle hareket eder
B) Sabit hızla hareket eder
C) Hareket etmez
D) Önce hızlanır sonra yavaşlar

Bu soruda, bir cisme etki eden kuvvetleri ve bu kuvvetlerin cismin hareketine etkisini inceleyeceğiz. Fizikteki temel prensiplerden biri olan Newton'un İkinci Hareket Yasası'nı kullanarak soruyu adım adım çözelim.

• 1. Cisme Etki Eden Kuvvetleri Belirleyelim:

  Cisme yatay doğrultuda iki ana kuvvet etki etmektedir:

  Uygulanan kuvvet ($F_{uygulanan}$): $8 \text{ N}$ (Bu kuvvet cismi hareket ettirmeye çalışır.)

  Sürtünme kuvveti ($F_{sürtünme}$): $8 \text{ N}$ (Bu kuvvet, uygulanan kuvvete zıt yönde etki ederek cismin hareketini engellemeye çalışır.)

  Unutmayın, sürtünme kuvveti her zaman hareket etme eğilimine veya hareket yönüne zıt yöndedir.

• 2. Net Kuvveti Hesaplayalım:

  Bir cisme etki eden tüm kuvvetlerin vektörel toplamına net kuvvet ($\Sigma F$) denir. Cisim yatay düzlemde olduğu için sadece yatay kuvvetlere odaklanıyoruz. Uygulanan kuvvet ile sürtünme kuvveti zıt yönlü olduğundan, net kuvveti bulmak için bu kuvvetleri birbirinden çıkarırız:

  $\Sigma F = F_{uygulanan} - F_{sürtünme}$

  Verilen değerleri yerine koyarsak:

  $\Sigma F = 8 \text{ N} - 8 \text{ N}$

  $\Sigma F = 0 \text{ N}$

  Gördüğümüz gibi, cisme etki eden net kuvvet sıfırdır.

• 3. Cismin İvmesini Belirleyelim:

  Newton'un İkinci Hareket Yasası'na göre, bir cismin ivmesi ($a$), cisme etki eden net kuvvet ($\Sigma F$) ile doğru orantılı, cismin kütlesi ($m$) ile ters orantılıdır. Formülü şöyledir:

  $\Sigma F = m \cdot a$

  Biz net kuvveti $0 \text{ N}$ olarak bulduk. Cismin kütlesi $4 \text{ kg}$ olduğuna göre:

  $0 \text{ N} = 4 \text{ kg} \cdot a$

  Bu denklemden ivmeyi çekersek:

  $a = \frac{0 \text{ N}}{4 \text{ kg}}$

  $a = 0 \text{ m/s}^2$

  Cismin ivmesi sıfırdır.

• 4. Cismin Hareket Durumunu Yorumlayalım:

  Bir cismin ivmesinin sıfır olması iki anlama gelebilir:

  Cisim duruyorsa, durmaya devam eder.

  Cisim hareket ediyorsa, sabit hızla hareket eder (yani hızı değişmez).

  Soruda cismin başlangıçta "yatay düzlemde durmakta olan" olduğu belirtilmiştir. İvmesi de sıfır olduğuna göre, cisim durmaya devam edecektir. Uygulanan kuvvet, sürtünme kuvvetini yenemediği için cisim hareket edemez.

Bu adımları takip ettiğimizde, cismin hareket etmeyeceğini anlıyoruz.

Cevap C seçeneğidir.