Hızlanan araba dengelenmemiş kuvvet mi Test 2

1200 kg kütleli bir araba, 2400 N'luk sabit bir kuvvetle düz bir yolda hareket ediyor. Sürtünme kuvveti 600 N olduğuna göre araba için aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A) Araba sabit hızla hareket eder
B) Arabanın ivmesi 1,5 m/s²'dir
C) Arabanın üzerine etki eden net kuvvet sıfırdır
D) Araba dengelenmiş kuvvetler etkisindedir

Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir arabanın hareketini inceleyeceğiz ve üzerine etki eden kuvvetleri kullanarak ivmesini bulacağız. Fizikteki temel prensiplerden biri olan Newton'ın İkinci Yasası'nı uygulayarak doğru cevabı adım adım bulalım.

• 1. Adım: Arabaya Etki Eden Net Kuvveti Bulma

  Bir cisme etki eden net kuvvet, cismin hareket yönündeki kuvvetler ile hareketine zıt yöndeki kuvvetlerin farkıdır. Bu durumda, arabanın ileri yönde hareket etmesini sağlayan bir uygulanan kuvvet ve bu hareketi engellemeye çalışan bir sürtünme kuvveti vardır.

  • Uygulanan kuvvet ($F_{uygulanan}$) = $2400 \text{ N}$
  • Sürtünme kuvveti ($F_{sürtünme}$) = $600 \text{ N}$
  • Net kuvvet ($F_{net}$) = $F_{uygulanan} - F_{sürtünme}$
  • $F_{net} = 2400 \text{ N} - 600 \text{ N} = 1800 \text{ N}$

  Gördüğümüz gibi, arabaya etki eden net kuvvet $1800 \text{ N}$'dur ve sıfır değildir. Bu bilgi, A, C ve D seçeneklerini hemen elememizi sağlar.

• 2. Adım: Seçenekleri Değerlendirme (Net Kuvvet Bilgisiyle)
  • A) Araba sabit hızla hareket eder: Bir cisim sabit hızla hareket ediyorsa, üzerine etki eden net kuvvet sıfır olmalıdır. Bizim net kuvvetimiz $1800 \text{ N}$ olduğu için bu seçenek yanlıştır.
  • C) Arabanın üzerine etki eden net kuvvet sıfırdır: Hesaplamalarımız net kuvvetin $1800 \text{ N}$ olduğunu gösterdi, bu yüzden bu seçenek de yanlıştır.
  • D) Araba dengelenmiş kuvvetler etkisindedir: Dengelenmiş kuvvetler, bir cisme etki eden net kuvvetin sıfır olması durumudur. Net kuvvet sıfır olmadığı için bu seçenek de yanlıştır.

  Bu durumda, doğru cevabın B seçeneği olması gerektiğini anlıyoruz. Ancak bunu matematiksel olarak da doğrulayalım.

• 3. Adım: Arabanın İvmesini Hesaplama

  Newton'ın İkinci Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet ($F_{net}$), cismin kütlesi ($m$) ile ivmesinin ($a$) çarpımına eşittir. Yani, $F_{net} = m \cdot a$.

  • Arabanın kütlesi ($m$) = $1200 \text{ kg}$
  • Net kuvvet ($F_{net}$) = $1800 \text{ N}$
  • İvme ($a$) = $F_{net} / m$
  • $a = 1800 \text{ N} / 1200 \text{ kg}$
  • $a = 1,5 \text{ m/s}^2$

  Hesapladığımız ivme değeri, B seçeneğindeki ifadeyle tamamen uyuşmaktadır.

Cevap B seçeneğidir.