Bileşke Kuvvet Sıfırsa Cisim Nasıl Hareket Eder?
Soru: Bileşke kuvvet sıfır olduğunda cisim mutlaka durur mu?
Kısa Cevap: Hayır. Bileşke kuvvet sıfırsa cismin hızı değişmez. Başlangıçta hareketli olan cisim sabit hızla doğrusal hareketini sürdürür.
Detaylı Cevap: Net kuvvet, cisme etki eden dış kuvvetlerin vektörel toplamıdır. Eylemsiz referans sisteminde bu toplam sıfırsa cismin ivmesi sıfır olur. Ancak ivmenin sıfır olması, hızın sıfır olmasını gerektirmez. Hareketin devam edip etmeyeceği cismin başlangıç hızına bağlıdır.
Net Kuvvet ile Hız Arasındaki Fark
Net kuvvet cismin hızını değil, hızının nasıl değiştiğini belirler. Sabit kütleli cisimlerde bu ilişki Fnet = m · a bağıntısıyla gösterilir.
Net kuvvet sıfırken başlangıç hızı sıfır olan cisim durur. Başlangıç hızı örneğin batıya 6 m/s olan cisim ise aynı koşullar sürdüğü boyunca batıya 6 m/s hızla ilerler.
Bu sonuç, Newton’ın hareket yasalarıyla ilgili etkinliklerde ele alınan eylemsizlik ilkesiyle açıklanır.
Hareketli Bir Cisimde Kuvvetler Dengelenebilir mi?
Evet. Düz yolda sabit hızla ilerleyen bir araçta ileri yönlü çekiş ile geriye yönlü dirençler dengelenebilir. Kuvvetlerin bulunması, net kuvvetin mutlaka sıfırdan farklı olduğu anlamına gelmez.
Hareketi sürdürmek için gereken çekiş, bu örnekte dirençleri dengeler. Dirençlerin bulunmadığı ideal bir durumda ise sabit hızlı doğrusal hareketi sürdürmek için çekiş kuvveti gerekmez. Dirençlerin günlük yaşamdaki etkileri için sürtünmeyi artırma ve azaltma örnekleri incelenebilir.
Örnek Soru: Dengelenmiş Kuvvetlerde Hareket
Soru: Batıya doğru 3 m/s hızla kayan bir kutuya doğuya 15 N ve batıya 15 N yatay kuvvet uygulanmaktadır. Düşey kuvvetler de dengededir. Kuvvetler 4 saniye boyunca aynı kalırsa kutunun hızı ve yer değiştirmesi ne olur?
Kısa Cevap: Hızı batıya 3 m/s olarak kalır. Yer değiştirmesi batıya 12 m olur.
Çözüm: Yatay kuvvetler eşit büyüklükte ve zıt yönlü olduğundan bileşkeleri sıfırdır. İvme sıfır olduğu için hız değişmez. Batı yönü pozitif seçilirse Δx = v · t = 3 × 4 = 12 m bulunur.
Sık Yapılan Yorum Hatası
“Net kuvvet sıfırsa cisim hareket edemez.” ifadesi yanlıştır. Doğru ifade, “Net kuvvet sıfırsa cismin hızı değişmez.” şeklindedir.
Ayrıca hızın değişmemesi, yönün de korunmasını gerektirir. Sabit süratle viraj alan bir cisimde yön değiştiği için ivme ve net kuvvet sıfır değildir.
Diğer soruların açıklamalı çözümlerine 11. Sınıf MEB Fizik Ders Kitabı Cevapları sayfasından ulaşabilirsiniz.