Net Kuvvet Sıfırsa Cisim Hareket Eder mi?
Soru: Net kuvvet sıfırsa cisim hareket eder mi?
Kısa Cevap: Evet, hareket edebilir. Net kuvvet sıfırken başlangıçta duran cisim durmaya, hareketli cisim ise sabit hızla doğrusal hareket etmeye devam eder.
Detaylı Cevap: Newton’ın birinci yasasına göre eylemsiz referans sisteminde net dış kuvvet sıfır olduğunda cismin hızı değişmez. Bu durum, hızın mutlaka sıfır olduğunu göstermez. Cisim başlangıçta hareketliyse hızının büyüklüğünü ve yönünü korur. Net kuvvetin sıfır olması, ivmenin sıfır olması anlamına gelir.
Net Kuvvet Sıfırsa Hangi Büyüklük Sıfırdır?
Sabit kütleli bir cisim için Newton’ın ikinci yasası Fnet = m · a biçimindedir. Net kuvvet sıfır olduğunda ivme de sıfırdır.
Fnet = 0 → a = 0 → Hız değişmez.
Dolayısıyla yalnızca net kuvveti bilerek cismin hızının kaç olduğunu söyleyemeyiz. Başlangıçtaki hareket durumunu da bilmemiz gerekir.
Dengelenmiş Kuvvetler Hareketi Durdurur mu?
Dengelenmiş kuvvetler, hareketli cismi kendiliğinden durdurmaz. Cismin durması için hızının değişmesi gerekir. Bu değişim ise sıfırdan farklı net kuvvetle gerçekleşir.
Örneğin düz bir yolda sabit hızla ilerleyen aracın ileri yönlü çekiş kuvveti ile geriye yönlü toplam direnç kuvvetleri dengelenebilir. Araç hareket etmesine rağmen net kuvvet sıfırdır. Sürtünmenin bu tür hareketlerdeki rolü, sürtünme kuvvetini artıran ve azaltan uygulamalar üzerinden incelenebilir.
Cisme Kuvvet Uygulanırken Net Kuvvet Sıfır Olabilir mi?
Evet. Bir cisme etki eden kuvvetler birbirini dengeleyebilir. Masada duran kitapta aşağı yönlü ağırlık ile yukarı yönlü normal kuvvet buna örnektir.
Benzer şekilde basitleştirilmiş düşey iniş modelinde limit hızla düşen paraşütçünün ağırlığı ile hava direnci dengelenir. Paraşütçü durmaz; sabit hızla aşağı iner. Bu durum paraşütçünün hareketi ve limit hız alıştırmalarında ele alınır.
Örnek Soru ve Çözümü
Soru: Doğu yönünde 4 m/s hızla hareket eden 2 kg’lık bir cisme doğuya 10 N, batıya 10 N kuvvet uygulanıyor. Diğer kuvvetler de dengededir. Bu kuvvetler 3 saniye boyunca değişmediğine göre cismin son hızı ve yer değiştirmesi nedir?
Kısa Cevap: Son hızı doğu yönünde 4 m/s, yer değiştirmesi doğu yönünde 12 m olur.
Çözüm: Doğu yönü pozitif alınır. Net kuvvet Fnet = 10 − 10 = 0 N olduğundan a = 0’dır. Hız değişmez ve 4 m/s olarak kalır. Yer değiştirme Δx = v · t = 4 × 3 = 12 m bulunur.
Açıklamalar ve Örnek Cevaplar
Hayır. Sıfır olan ivmedir. Cisim sıfırdan farklı sabit bir hızla hareket edebilir.
Hayır. Net kuvvet sıfır kalırsa başlangıçta duran cisim durmaya devam eder.
Hayır. Sürati sabit olsa da hızının yönü değişir. Bu nedenle merkeze yönelmiş ivmesi ve net kuvveti vardır.
Diğer etkinliklerin ve alıştırmaların çözümlerine 11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Cevapları MEB Yayınları sayfasından ulaşabilirsiniz.