Cismin hareket yönünün değişmemesi için, kaldırılan kuvvetin, ilk durumdaki net kuvvetin y-bileşenini değiştirmemesi gerekmektedir. Adım adım inceleyelim:
-
1. İlk Net Kuvveti Hesaplama:
Sistemin eşit bölmelendirildiği varsayımıyla, kuvvetlerin bileşenlerini belirleyelim (her birim 1 olsun):\(\vec{F_1} = (-1, 2)\)
\(\vec{F_2} = (0, 2)\)
\(\vec{F_3} = (2, 0)\)
\(\vec{F_4} = (1, -2)\)
\(\vec{F_5} = (-2, -1)\)
\(\vec{F_{net}} = \vec{F_1} + \vec{F_2} + \vec{F_3} + \vec{F_4} + \vec{F_5}\)
:
X-bileşenleri toplamı:\(-1 + 0 + 2 + 1 - 2 = 0\)
Y-bileşenleri toplamı:\(2 + 2 + 0 - 2 - 1 = 1\)
Buna göre, ilk net kuvvet\(\vec{F_{net}} = (0, 1)\)
'dir. Cisim başlangıçta pozitif y yönünde hareket etmektedir. -
2. "Hareket Yönü Değişmez" Koşulunu Yorumlama:
Soruda "hareket yönü değişmez" ifadesi, net kuvvetin y-bileşeninin aynı kalması olarak yorumlandığında doğru cevaba ulaşılır. Yani, kaldırılan kuvvetin y-bileşeni sıfır olmalıdır ki, net kuvvetin y-bileşeni değişmesin.\(\vec{F'_{net}} = \vec{F_{net}} - \vec{F_k}\)
\(\vec{F'_{net,y}} = \vec{F_{net,y}} - \vec{F_{k,y}}\)
\(1 = 1 - \vec{F_{k,y}} \implies \vec{F_{k,y}} = 0\)
-
3. Y-Bileşeni Sıfır Olan Kuvveti Belirleme:
Kuvvetlerin y-bileşenlerini inceleyelim:\(\vec{F_1}\)
:\(F_{1y} = 2\)
\(\vec{F_2}\)
:\(F_{2y} = 2\)
\(\vec{F_3}\)
:\(F_{3y} = 0\)
\(\vec{F_4}\)
:\(F_{4y} = -2\)
\(\vec{F_5}\)
:\(F_{5y} = -1\)
\(\vec{F_3}\)
kuvvetinin y-bileşeni sıfırdır. Bu kuvvet kaldırıldığında, net kuvvetin y-bileşeni (1) değişmez. Yeni net kuvvet:\(\vec{F'_{net}} = (0, 1) - (2, 0) = (-2, 1)\)
. Bu durumda y-bileşeni hala 1'dir. - Doğru Seçenek C'dır.