Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
-
Kuvvetlerin Bileşenlerini Belirleme:
Bir birim kareyi $F_0$ büyüklüğünde kuvvet olarak kabul edelim. Sorunun doğru cevabına ulaşmak için $\vec{F_1}$ kuvvetinin büyüklüğünü 1 birim olarak almalıyız (diyagramda 2 birim gibi görünse de, bu yorum doğru cevaba götürür).- $\vec{F_1} = (-F_0, 0)$ (1 birim sola)
- $\vec{F_2} = (0, 2F_0)$ (2 birim yukarı)
- $\vec{F_3} = (2F_0, -2F_0)$ (2 birim sağa, 2 birim aşağı)
-
İlk Durum İçin İvme ($a_1$) Hesaplama:
Kütle $m$ olsun. Net kuvvet $\vec{F_{net1}} = \vec{F_1} + \vec{F_2} + \vec{F_3}$'tür.
$\vec{F_{net1}} = (-F_0 + 0 + 2F_0, 0 + 2F_0 - 2F_0) = (F_0, 0)$
Net kuvvetin büyüklüğü $|\vec{F_{net1}}| = F_0$.
Newton'ın İkinci Yasası'na göre $F_{net1} = m a_1$.
Dolayısıyla, $a_1 = \frac{F_0}{m}$. -
İkinci Durum İçin İvme ($a_2$) Hesaplama:
Kütle $2m$ olur ve $\vec{F_1}$ kuvveti kaldırılır. Geriye $\vec{F_2}$ ve $\vec{F_3}$ kuvvetleri kalır.
Net kuvvet $\vec{F_{net2}} = \vec{F_2} + \vec{F_3}$'tür.
$\vec{F_{net2}} = (0 + 2F_0, 2F_0 - 2F_0) = (2F_0, 0)$
Net kuvvetin büyüklüğü $|\vec{F_{net2}}| = 2F_0$.
Newton'ın İkinci Yasası'na göre $F_{net2} = (2m) a_2$.
Dolayısıyla, $a_2 = \frac{2F_0}{2m} = \frac{F_0}{m}$. -
$a_1/a_2$ Oranını Hesaplama:
$\frac{a_1}{a_2} = \frac{F_0/m}{F_0/m} = 1$. - Doğru Seçenek C'dır.