Kütlesi 2 kg olan bir cisim, sürtünmesiz yatay düzlemde 10 N'luk sabit bir kuvvetle çekiliyor. Cismin 5 saniye sonraki hızı kaç m/s olur? (Başlangıç hızı 0)
A) 15Sevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım çözerek cismin 5 saniye sonraki hızını bulalım. Fizik problemlerini çözerken her zaman önce verilenleri belirlemek ve hangi formülleri kullanacağımızı düşünmek çok önemlidir. Hadi başlayalım!
Soruda bize verilen bilgileri düzenli bir şekilde yazalım:
• Cismin kütlesi ($m$) = 2 kg
• Uygulanan kuvvet ($F$) = 10 N
• Süre ($t$) = 5 s
• Başlangıç hızı ($v_0$) = 0 m/s (Çünkü cisim başlangıçta duruyor.)
• İstenen: 5 saniye sonraki hız ($v$)
Cisme bir kuvvet uygulandığında, cisim Newton'un İkinci Yasası'na göre ivmelenir. Soruda düzlemin sürtünmesiz olduğu belirtildiği için, net kuvvet uygulanan kuvvete eşittir.
Newton'un İkinci Yasası formülü şöyledir: $F_{net} = m \cdot a$
Burada:
• $F_{net}$ = Net kuvvet (10 N)
• $m$ = Kütle (2 kg)
• $a$ = İvme (Aradığımız değer)
Şimdi değerleri formülde yerine koyalım:
$10 \text{ N} = 2 \text{ kg} \cdot a$
İvmeyi ($a$) yalnız bırakmak için her iki tarafı 2 kg'a bölelim:
$a = \frac{10 \text{ N}}{2 \text{ kg}}$
$a = 5 \text{ m/s}^2$
Demek ki cisim, her saniye hızını 5 m/s artıracak şekilde sabit bir ivmeyle hızlanıyor.
Cismin ivmesini bulduğumuza göre, düzgün hızlanan hareket denklemlerinden birini kullanarak 5 saniye sonraki hızını bulabiliriz. Başlangıç hızı 0 olduğu için en basit hız denklemini kullanabiliriz:
$v = v_0 + a \cdot t$
Burada:
• $v$ = Son hız (Aradığımız değer)
• $v_0$ = Başlangıç hızı (0 m/s)
• $a$ = İvme (5 m/s$^2$)
• $t$ = Süre (5 s)
Şimdi değerleri formülde yerine koyalım:
$v = 0 \text{ m/s} + (5 \text{ m/s}^2 \cdot 5 \text{ s})$
$v = 0 + 25 \text{ m/s}$
$v = 25 \text{ m/s}$
Yani, cismin 5 saniye sonraki hızı 25 m/s olacaktır. Gördüğünüz gibi, adımları takip ederek doğru cevaba kolayca ulaştık!
Cevap C seçeneğidir.
