Bir araba virajı dönerken merkezcil kuvveti sağlayan etki aşağıdakilerden hangisidir?
A) Motor itişi
B) Hava direnci
C) Yolun tekerleğe uyguladığı sürtünme
D) Ağırlık
Sevgili öğrenciler, bu soru, dairesel hareketin temel prensiplerinden biri olan merkezcil kuvvet kavramını anlamamızı istiyor. Bir cismin dairesel bir yörüngede hareket edebilmesi için mutlaka merkeze doğru bir kuvvete ihtiyacı vardır. Bu kuvvete merkezcil kuvvet denir.
Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Motor itişi: Motorun görevi, arabayı ileri doğru hareket ettirmek veya hızlandırmaktır. Yani motor itişi, arabanın hızının büyüklüğünü değiştirmeye yarar, yönünü değiştirmeye değil. Viraj dönerken arabanın yönünü merkeze doğru çekmez.
- B) Hava direnci: Hava direnci, arabanın hareket yönünün tersine etki eden bir kuvvettir. Arabanın hızını azaltmaya çalışır. Viraj dönerken merkeze doğru bir kuvvet sağlamaz, aksine hareketi zorlaştırır.
- C) Yolun tekerleğe uyguladığı sürtünme: İşte doğru cevap bu! Bir araba virajı dönerken, tekerlekler yolu dışa doğru itmeye çalışır. Newton'un üçüncü yasasına göre, yol da tekerleklere eşit büyüklükte ve zıt yönde bir kuvvet uygular. Bu kuvvet, tekerleklerin kaymasını engelleyen statik sürtünme kuvvetidir ve virajın merkezine doğru yöneliktir. Bu sürtünme kuvveti, arabanın dairesel yörüngede kalmasını sağlayan merkezcil kuvveti oluşturur. Eğer sürtünme yeterli olmazsa, araba viraj dışına doğru kayar.
- D) Ağırlık: Ağırlık, yer çekimi nedeniyle arabanın kütlesine etki eden ve her zaman yere doğru (aşağı yönde) olan kuvvettir. Viraj dönerken arabanın yatay düzlemde merkeze doğru hareket etmesini sağlayan bir kuvvet değildir.
Özetle, arabanın virajda savrulmadan dairesel bir yol izleyebilmesi için gerekli olan merkezcil kuvveti, yol ile tekerlekler arasındaki sürtünme kuvveti sağlar.
Cevap C seçeneğidir.
