Sürtünmesiz yatay yolda hareket eden cismin kinetik enerjisi zamanla azalmaktadır.
Buna göre;
I. Cisme hareketine zıt yönde bir kuvvet etki etmektedir.
II. Cismin mekanik enerjisi azalmaktadır.
III. Cismin etki eden net kuvvet sıfırdır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) Yalnız III
D) I ve II
E) II ve III
İş-Enerji Teoremi ve Mekanik Enerjinin Değişimi
KULLANILAN FORMÜL / KURAL: Kinetik enerji E_k = \frac{1}{2}mv^2 ve mekanik enerji E_{mek} = E_k + E_p bağıntılarıyla tanımlanır. Dış kuvvetlerin yaptığı net iş, cismin mekanik enerjisindeki değişime eşittir (W_{net} = \Delta E_{mek}).
ÇÖZÜM VE SEÇENEK ANALİZİ
Cismin kütlesi (m) sabit olduğuna göre kinetik enerjisinin (E_k) zamanla azalması, hız büyüklüğünün (v) zamanla azaldığını, yani cismin yavaşlayan hareket yaptığını gösterir.
- I. Cisme hareketine zıt yönde bir kuvvet etki etmektedir: Doğrudur. Bir cismin hızının büyüklüğünün azalabilmesi için ivmenin ve dolayısıyla net kuvvetin hareket yönüne zıt yönde olması gerekir.
- II. Cismin mekanik enerjisi azalmaktadır: Doğrudur. Yatay yolda hareket edildiği için yükseklik değişmez ve potansiyel enerji sabittir (\Delta E_p = 0). Mekanik enerji E_{mek} = E_k + E_p olduğundan, kinetik enerjinin azalması toplam mekanik enerjiyi de doğrudan azaltır.
- III. Cisme etki eden net kuvvet sıfırdır: Yanlıştır. Net kuvvet sıfır olsaydı (F_{net} = 0), Newton’ın birinci yasası (eylemsizlik) gereği cisim sabit hızla yoluna devam eder ve kinetik enerjisi sabit kalırdı.
Bu durumda I ve II numaralı yargılar doğrudur.
CEVAP: D) I ve II
SINAV NOTU / PÜF NOKTASI: Yatay yolda “sürtünmesiz” denilmesine rağmen kinetik enerjinin azalması, ortama sürtünme dışında hareketi engelleyen bir dış kuvvetin (örneğin ters yönde uygulanan bir F çekme/itme kuvvetinin) negatif iş yaptığını gösterir.