Sorunun Çözümü
Cismin kinetik enerjisindeki değişim, üzerine yapılan net işe eşittir (İş-Enerji Teoremi). Kuvvet-yol grafiğinin altında kalan alan, yapılan işi verir. Alan pozitifse iş pozitif, kinetik enerji artar; alan negatifse iş negatif, kinetik enerji azalır.
- Bölge I (0 - x):
- Kuvvet pozitif yöndedir ve cisim pozitif yönde hareket etmektedir.
- Grafiğin altında kalan alan pozitif olduğu için yapılan iş pozitiftir ($W_I > 0$).
- Cisim duruştan başladığı için, yapılan pozitif iş kinetik enerjisini artırır.
- Sonuç: Kinetik enerji Artar.
- Bölge II (x - 2x):
- Kuvvet negatif yöndedir ancak cisim hala pozitif yönde hareket etmektedir.
- Grafiğin altında kalan alan negatif olduğu için yapılan iş negatiftir ($W_{II} < 0$).
- Yapılan negatif iş kinetik enerjiyi azaltır.
- Bu bölgenin sonunda ($x=2x$ noktasında), Bölge I ve Bölge II'deki işlerin büyüklükleri eşit ve zıt işaretli olduğu için ($W_I = -W_{II}$), cismin net kinetik enerjisi sıfır olur ($E_{k,2x} = E_{k,0} + W_I + W_{II} = 0$). Yani cisim $x=2x$ noktasında anlık olarak durur.
- Sonuç: Kinetik enerji Azalır.
- Bölge III (2x - 3x):
- Cisim $x=2x$ noktasında durmaktadır.
- Bu bölgede kuvvet hala negatif yöndedir (grafikte F < 0).
- Negatif yöndeki bir kuvvet, duran cismi negatif yönde hızlandırır. Dolayısıyla cisim $x=2x$ noktasından geriye doğru (negatif x yönünde) hareket etmeye başlar.
- Cisim negatif yönde hareket ederken (yer değiştirme $\Delta x < 0$), kuvvet de negatif yöndedir ($F < 0$).
- Kuvvet ve yer değiştirme aynı yönde olduğu için yapılan iş pozitif olur ($W = F \cdot \Delta x = (-ve) \cdot (-ve) = +ve$).
- Yapılan pozitif iş cismin kinetik enerjisini artırır.
- Sonuç: Kinetik enerji Artar.
Bu analizlere göre, kinetik enerji sırasıyla Artar, Azalır, Artar şeklinde değişir.
Cevap C seçeneğidir.