✨ Konuları Gir, Yapay Zeka Saniyeler İçinde Sınavını Üretsin!

11. Sınıf Farklı Gözlem Çerçevelerinde Hareket Test 2

SORU 1

Yatay, sürtünmesiz bir masa üzerinde, merkezine bağlı bir ip yardımıyla sabit bir hızla dairesel hareket yapan bir cisim bulunmaktadır. Bu cismin hareketini inceleyen iki gözlemci vardır: Birincisi, masanın dışında duran (eylemsiz) bir gözlemci; ikincisi ise cisimle birlikte aynı açısal hızla dönen (eylemsiz olmayan) bir gözlemci. Bu iki gözlemci, cismin hareketini ve üzerine etki eden kuvvetleri nasıl yorumlar?


A) Dıştaki gözlemci, ip gerilmesinin cisim üzerine etki eden merkezcil kuvvet olduğunu ve cismin bu kuvvet sayesinde dairesel hareket yaptığını söyler. İçteki gözlemci ise cismin hareketsiz durduğunu ve ip gerilmesini dengeleyen, dışarıya doğru etki eden hayali bir merkezkaç kuvvetinin varlığını iddia eder.
B) Dıştaki gözlemci, cismin üzerine etki eden hayali bir merkezkaç kuvveti olduğunu düşünürken, içteki gözlemci ip gerilmesinin cismi merkeze çektiğini belirtir.
C) Her iki gözlemci de cismin hızının sıfır olduğunu ve üzerine etki eden net kuvvetin de sıfır olduğunu gözlemler.
D) Her iki gözlemci de cismin üzerine etki eden tek kuvvetin ip gerilmesi olduğunu ve bunun merkezcil kuvveti oluşturduğunu söyler.
E) Dıştaki gözlemci, cismin dairesel hareket yaptığını ve hiçbir kuvvete maruz kalmadığını düşünürken, içteki gözlemci cismin radyal yönde dışarı doğru hareket ettiğini gözlemler.
Açıklama:
Dıştaki (eylemsiz) gözlemci için cismin dairesel hareket yapmasının tek nedeni, ipteki gerilme kuvvetinin merkeze doğru bir merkezcil kuvvet oluşturmasıdır. Bu, hareketin gerçek fiziksel açıklamasıdır. İçteki (eylemsiz olmayan ve dönen) gözlemci için ise cisim kendi referans çerçevesinde hareketsiz durmaktadır. Cismin hareketsiz kalabilmesi için ip gerilmesini dengeleyen, merkezin dışına doğru hayali bir kuvvetin (merkezkaç kuvveti) varlığını kabul etmesi gerekir. Bu kuvvet, eylemsiz olmayan çerçevelerde cisimlerin eylemsizliğini açıklamak için kullanılan bir 'sözde' veya 'hayali' kuvvettir. Doğru yorum A seçeneğindedir.