Yatay sürtünmesi önemsenmeyen düzlemde 4 kg kütleli cisme yatay doğrultuda sabit vec{F} = 60 N değerindeki şekildeki kuvvet etki etmektedir.
Buna göre
I. Cisme yer çekimi kuvveti, normal kuvvet ve vec{F} kuvveti etki etmektedir.
III.
Cismin ivmesi 5 m/s^2 olur.
IV. Cisim dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Newton’ın İkinci Hareket Yasası ve Serbest Cisim Diyagramı
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Sürtünmesiz yatay düzlemde hareket eden bir cisme düşeyde yer çekimi kuvveti ile yüzeyin normal kuvveti, yatayda ise uygulanan kuvvet etki eder. Cismin ivmesi, Newton’ın Temel Prensibi olan \vec{F}_{\text{net}} = m \cdot \vec{a} bağıntısıyla hesaplanır.
ÇÖZÜM VE ÖNCÜL ANALİZİ
Cismin kütlesi m = 4\text{ kg}, yatay kuvvet F = 60\text{ N} olup sürtünme önemsizdir (f_s = 0).
- I. Öncül (Doğru): Cisme düşey doğrultuda yer çekimi kuvveti (\vec{G} = m\vec{g}) ve yüzeyin uyguladığı normal kuvvet (\vec{N}); yatay doğrultuda ise uygulanan \vec{F} kuvveti olmak üzere toplam üç kuvvet etki eder.
- II. Öncül (Doğru): Düşey doğrultudaki kuvvetler birbirini dengelediği için (N = G) düşey net kuvvet sıfırdır. Yatayda sürtünme olmadığından cisme etki eden toplam net kuvvet doğrudan uygulanan kuvvete eşittir:F_{\text{net}} = F = 60\text{ N}
- III. Öncül (Yanlış): Dinamiğin temel prensibine göre cismin ivmesi:a = \frac{F_{\text{net}}}{m} = \frac{60}{4} = 15\text{ m/s}^2İvme 5\text{ m/s}^2 değil, 15\text{ m/s}^2 olarak bulunur.
- IV. Öncül (Doğru): Bir cismin dengelenmiş kuvvetler etkisinde olması için bileşke (net) kuvvetin sıfır olması gerekir. Burada F_{\text{net}} = 60\text{ N} \neq 0 olduğundan cisim dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir ve ivmeli hareket yapar.
CEVAP: I, II ve IV
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Bir cismin üzerinde net kuvvet sıfırdan farklı ise cisim dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir ve mutlaka ivmeli (hızlanan veya yavaşlayan) hareket yapar. Düşey kuvvetlerin birbirini sıfırlaması, cismin tamamen dengede olduğu anlamına gelmez.