Etki-Tepki Kuvvetleri Neden Birbirini Yok Etmez?
Soru: Etki ve tepki kuvvetleri eşit ve zıt yönlü olduğu hâlde neden birbirini yok etmez?
Kısa Cevap: Etki ve tepki kuvvetleri farklı cisimlere etki eder. Bu nedenle tek bir cismin net kuvveti bulunurken birbirinden çıkarılmaz.
Detaylı Cevap: Bir cismin hareketini incelemek için önce o cisme uygulanan kuvvetler belirlenir. Cismin başka bir nesneye uyguladığı kuvvet, kendi kuvvet listesine alınmaz. Etki-tepki çiftinin üyeleri farklı cisimlerin üzerinde bulunduğundan her cismin hareketi ayrı ayrı değerlendirilir.
Yüzücü ile Havuz Duvarı Örneği
Yüzücü duvarı ayaklarıyla ittiğinde duvar da yüzücüye eşit büyüklükte ve zıt yönlü kuvvet uygular. Yüzücünün kuvveti duvara, duvarın kuvveti yüzücüye etki eder.
Yüzücünün hareketini hesaplarken duvarın yüzücüye uyguladığı kuvvet kullanılır. Yüzücünün duvara uyguladığı kuvvet bu hesaba eklenmez. Böylece eşit karşılıklı kuvvetler bulunmasına rağmen yüzücü ivmelenebilir.
Net Kuvvet Hesabında Hangi Kuvvetler Toplanır?
Yalnızca incelenen cisme etki eden kuvvetler vektörel olarak toplanır. Kuvvetin yönünü belirlemek kadar hangi cisme uygulandığını belirlemek de önemlidir.
Bu yöntem serbest cisim diyagramı etkinliklerinde kullanılır. Diyagrama cismin çevresine uyguladığı kuvvetler değil, çevresinin cisme uyguladığı kuvvetler çizilir.
Denge Kuvvetleriyle Etki-Tepki Nasıl Ayırt Edilir?
Masada duran bir kitabın ağırlığı ile masanın kitaba uyguladığı normal kuvvet aynı cisim üzerindedir. Denge durumunda eşit büyüklükte olabilirler; ancak etki-tepki çifti değildirler.
Doğru çiftler, Dünya’nın kitaba uyguladığı çekim ile kitabın Dünya’ya uyguladığı çekim; masanın kitaba uyguladığı kuvvet ile kitabın masaya uyguladığı kuvvettir.
Karşılıklı kuvvetlerin özellikleri Newton’ın hareket yasaları etkinliklerinde de açıklanır.
Örnek Soru ve Çözümü
Soru: Bir kişi kutuya sağa doğru 50 N kuvvet uyguluyor. Kutunun kişiye uyguladığı tepki kuvveti kaç N’dur? Kutu 5 kg ve kutuya uygulanan sürtünme sola doğru 20 N ise kutunun ivmesi nedir? Düşey kuvvetler dengededir.
Kısa Cevap: Kutunun kişiye uyguladığı kuvvet sola doğru 50 N olur. Kutunun ivmesi sağa doğru 6 m/s2 olur.
Çözüm: Newton’ın üçüncü yasası gereği kutu kişiye eşit büyüklükte ve zıt yönlü 50 N kuvvet uygular. Bu kuvvet kişinin üzerindedir. Kutunun yatay net kuvveti 50 − 20 = 30 N’dur. İvmesi a = 30 / 5 = 6 m/s2 bulunur.
İç Kuvvetlerin Toplamı ile Tek Cismin Hareketi
İki cisim birlikte sistem seçilirse aralarındaki karşılıklı kuvvetler iç kuvvet olur ve toplam kuvvet hesabında birbirini götürür. Buna rağmen sistemin parçaları birbirine göre hareket edebilir. Tek bir cismin kuvvet hesabı ile bütün sistemin kuvvet hesabı birbirinden ayrılmalıdır.
Diğer soruların açıklamalı çözümlerini 11. Sınıf MEB Fizik Ders Kitabı Cevapları sayfasında inceleyebilirsiniz.