Soru:
Kütlesi 2 kg olan bir cisim, 20 m/s hızla yatay düzlemde hareket ederken sabit bir sürtünme kuvveti nedeniyle 50 metre sonra duruyor. Cisme etki eden sürtünme kuvveti kaç Newton'dur?
Çözüm:
💡 Bu soruda iş-enerji teoremini veya kinematik denklemleri kullanabiliriz. İş-enerji daha pratiktir.
- ➡️ Birinci Adım: İş-enerji teoremine göre, net kuvvetin yaptığı iş cismin kinetik enerji değişimine eşittir: \( W = \Delta K \)
- ➡️ İkinci Adım: Kinetik enerji değişimini hesaplayalım. İlk kinetik enerji: \( K_i = \frac{1}{2}mv^2 = \frac{1}{2} \cdot 2 \cdot (20)^2 = 400 \) J. Son kinetik enerji \( K_s = 0 \). O halde \( \Delta K = K_s - K_i = -400 \) J.
- ➡️ Üçüncü Adım: Sürtünme kuvvetinin yaptığı iş: \( W = F_s \cdot x \cdot \cos\theta \). Sürtünme kuvveti hareketle zıt yöndedir, yani \( \theta = 180^\circ \) ve \( \cos180^\circ = -1 \). Bu durumda \( W = -F_s \cdot x \).
- ➡️ Dördüncü Adım: İş-enerji denklemini kuralım: \( -F_s \cdot x = \Delta K \) → \( -F_s \cdot 50 = -400 \) → \( F_s = 8 \) N
✅ Sonuç: Cisme etki eden sürtünme kuvveti 8 N'dur.
