Soru 6: Sürtünmelerin önemsenmediği yatay düzlemde duran özdeş cisimlere aynı anda uygulanan kuvvetler görseldeki gibidir. Özdeş cisimler uygulanan kuvvetin etkisiyle;
I. durumda cisim batı yönünde harekete geçiyor.
II. durumda cisim hareketsiz kalıyor.
III. durumda cisim doğu yönünde harekete geçiyor.
Buna göre cisme uygulanan K, L, M ve N kuvvetlerinin büyüklükleri ile ilgili aşağıdaki sütun grafiklerinden hangisi doğrudur?
A)
B)
C)
D)
Çözüm:
Merhaba sevgili öğrencim, bu harika Fen Bilimleri sorusunu birlikte analiz ederek çözelim. Bu soru, kuvvetlerin bileşkesi (net kuvvet) ve hareket yönleri arasındaki ilişkiyi anlamamızı istiyor. Adım adım dedektif gibi ipuçlarını takip edelim.
Adım 1: En net ipucundan başlayalım (II. Durum)
Önce “hareketsiz kalan” duruma bakmak işimizi çok kolaylaştırır. II. duruma baktığımızda cisim hareketsiz kalıyormuş. Bu ne demek? Cisme etki eden Net Kuvvet 0 (sıfır) demektir. Yani sağa çeken kuvvetler, sola çeken kuvvetlere eşittir.
- Sola çeken kuvvet: L
- Sağa çeken kuvvetler: K ve N
Bu durumda eşitliğimiz şöyle olur:
L = K + N
Yorumumuz: L kuvveti hem K’den hem de N’den büyüktür. Çünkü L, bu ikisinin toplamına eşit. (Sıralama şimdilik: L > K ve L > N)
Adım 2: III. Durumu inceleyelim
III. durumda cismin Doğu yönünde harekete geçtiği söylenmiş. Pusulaya bakarsak Doğu sağ taraftır.
- Sağa (Doğuya) çeken kuvvet: N
- Sola (Batıya) çeken kuvvet: K
Cisim doğuya gidiyorsa, doğuya çeken kuvvet daha büyüktür.
N > K
Yorumumuz: Şimdi elimizdeki sıralamayı güncelleyelim. 1. adımdan L’nin en büyük (K ve N arasında) olduğunu biliyorduk. Şimdi N’nin de K’den büyük olduğunu öğrendik.
Şu anki sıralama: L > N > K
Adım 3: I. Durumu inceleyelim
I. durumda cisim Batı yönünde harekete geçiyormuş. Batı sol taraftır.
- Sola (Batıya) çeken kuvvet: M
- Sağa (Doğuya) çeken kuvvetler: K ve L
Cisim batıya gidiyorsa, M kuvveti diğerlerinin toplamından bile büyüktür.
M > K + L
Yorumumuz: M kuvveti, L kuvveti ile K kuvvetinin toplamından büyük. Bu demektir ki M, L’den kesinlikle büyüktür. Zaten L diğerlerinden büyüktü, o zaman M hepsinin “patronu” yani en büyüğü oluyor.
M > L
Adım 4: Tüm sonuçları birleştirelim
Bulduğumuz ipuçlarını alt alta koyup genel bir sıralama yapalım:
- En büyük kuvvet M (Çünkü L’den bile büyük).
- İkinci büyük L (Çünkü K ve N’nin toplamı).
- Üçüncü N (Çünkü K’den büyük olduğunu 3. durumda gördük).
- En küçük kuvvet K.
Sıralamamız: M > L > N > K
Adım 5: Grafikleri kontrol edelim
Şimdi şıklardaki sütun grafiklerine bakıp, sütun boylarının bu sıralamaya (M en uzun, K en kısa) uyup uymadığını kontrol edelim.
- A Şıkkı: M > L > K > N şeklinde çizilmiş. (Yanlış, biz N > K bulmuştuk).
- B Şıkkı: M > K > L… şeklinde gidiyor. (Yanlış, L > K olmalıydı).
- C Şıkkı: En uzun sütun M, sonra L, sonra N ve en kısa sütun K. Bu bizim bulduğumuz M > L > N > K sıralamasıyla birebir uyuşuyor!
- D Şıkkı: L sütunu M’den uzun çizilmiş. (Yanlış, M en büyük olmalı).
Bu analiz sonucunda doğru grafiğin C seçeneğinde olduğunu görüyoruz.
Cevap: C