Soru

Zorluk: OrtaDengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler

Günlük yaşamda karşılaşılan bazı hareket durumları ile bu durumlara ait net kuvvet ve denge durumlarını gösteren açıklamalar aşağıda verilmiştir. Buna göre, soldaki hareket durumlarını sağdaki en uygun kuvvet ve denge durumu açıklamalarıyla eşleştiriniz.

  • Doğrusal bir rayda sabit süratle ilerleyen metro vagonuCisme etki eden net kuvvet sıfırdır ve cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir.
  • Yatay bir virajı sabit süratle dönen motosikletCisme hareket yönüne dik doğrultuda net bir kuvvet etki etmektedir ve cisim dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir.
  • Düşey doğrultuda yukarı doğru fırlatılan ve tepe noktasına doğru yavaşlayan tenis topuCisme hareket yönüne zıt doğrultuda net bir kuvvet etki etmektedir ve cisim dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir.

Cevap

Doğrusal rayda sabit süratle giden metro vagonu dengelenmiş kuvvetler etkisindedir (net kuvvet sıfırdır). Yatay virajı sabit süratle dönen motosiklete hareket yönüne dik net bir kuvvet etki eder ve dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir. Yukarı doğru fırlatılıp yavaşlayan tenis topuna ise hareket yönüne zıt net bir kuvvet etki eder ve dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir.
Doğrusal yolda sabit süratle hareket eden metro vagonu dengelenmiş kuvvetler etkisinde (net kuvvet sıfır) hareket eder. Sabit süratle viraj dönen motosiklet ise hız yönü değiştiği için ivmelidir ve net kuvvet hareket yönüne diktir. Yavaşlayan topa ise hareketine zıt yönde net yer çekimi kuvveti etki eder.

Adım Adım Çözüm

1
Doğrusal yolda sabit süratle giden metro vagonunun hareketini incelemek.
Vagon düz bir doğrultuda sabit süratle ilerlediği için hızının yönü ve büyüklüğü değişmez, yani hızı sabittir. Hız sabit olduğundan ivme sıfırdır ve net kuvvet sıfır olup cisim dengelenmiş kuvvetler etkisindedir.
Eylemsizlik prensibi gereği, net kuvvet sıfır olduğunda cisim duruyorsa durmaya devam eder, hareket halindeyse sabit hızlı hareketine devam eder.
2
Yatay virajı sabit süratle dönen motosikletin hareketini incelemek.
Motosikletin sürati sabit olmasına rağmen viraj dönerken sürekli yön değiştirdiği için hız vektörü değişmektedir. Yön değişimi ivmeli harekete (merkezcil ivme) sebep olur. Bu durumda hareket yönüne dik, virajın merkezine doğru net bir sürtünme kuvveti etki eder ve cisim dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir.
Yörüngenin eğriliği nedeniyle oluşan hız yönü değişimini sağlamak için hareket doğrultusuna dik bir net kuvvet uygulanmalıdır.
3
Yukarı fırlatılan ve yavaşlayan tenis topunun hareketini incelemek.
Yavaşlayan tenis topu yukarı doğru hareket etmektedir ancak yer çekimi kuvveti aşağı doğrudur. Dolayısıyla hareket yönüne zıt doğrultuda net bir kuvvet etki eder. Net kuvvet sıfırdan farklı olduğu için top dengelenmemiş kuvvetler altındadır.
Cismin yavaşlayabilmesi için net kuvvetin hareket yönüyle zıt doğrultu ve yönde olması gerekir.

Anahtar Kavram

Dengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler
Bu soruyu puanla