Şekildeki m kütlesi 39 N luk düşey kuvvetin etkisinde yukarıya doğru 3 m/s^2 lik ivme ile hızlanan hareket yapmaktadır.
Bu cismi yukarıya sabit hızla çıkarabilmek için, F kuvveti kaç N olmalıdır?
(Sürtünme önemsizdir, g = 10 m/s^2)
Newton’un Hareket Yasaları ile Düşey Doğrultuda Dinamik ve Sabit Hızlı Hareket
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Bir cisme etki eden net kuvvet Newton’un İkinci Hareket Yasası gereğince F_{\text{net}} = m \cdot a bağıntısıyla bulunur. Cismin sabit hızla hareket edebilmesi için ivmenin sıfır olması, yani net kuvvetin dengelenmiş (F_{\text{net}} = 0) olması gerekir.
ÇÖZÜM ADIMLARI
Adım 1 — Cismin Kütlesinin Hesaplanması
Yukarı yönde uygulanan F_1 = 39\text{ N} kuvveti etkisinde cisim yukarı doğru a = 3\text{ m/s}^2 ivmeyle hızlanmaktadır. Cisme etki eden yer çekimi kuvveti (ağırlık) aşağı yönlü olup G = m \cdot g = 10m’dir.
F_{\text{net}} = F_1 - G = m \cdot a
39 - 10m = 3m
13m = 39 \implies m = 3\text{ kg}
Adım 2 — Sabit Hızla Çıkarılması İçin Gereken Kuvvetin Bulunması
Cismin sabit hızla hareket etmesi için ivmesi sıfır (a = 0) olmalıdır. Bu durumda yukarı yönlü uygulanacak F kuvveti, cismin ağırlığına (G) büyüklük olarak eşit olmalıdır.
F_{\text{net}} = F - G = 0 \implies F = m \cdot g
F = 3 \cdot 10 = 30\text{ N}
CEVAP: 30 N (F = G = 30\text{ N})
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Sorularda “sabit hızlı hareket” ifadesi geçtiğinde ivmenin a = 0 ve dolayısıyla net kuvvetin F_{\text{net}} = 0 olduğunu doğrudan hatırlayınız. Bu tür düşey hareket sorularında cismi sabit hızla hareket ettiren kuvvet, doğrudan cismin ağırlığına eşittir.