Kuvvet ve enerji test çöz 7. sınıf Test 1

Bir öğrenci sürtünmesiz yatay düzlemde durmakta olan 2 kg kütleli cisme 10 N büyüklüğünde kuvvet uyguluyor. Cismin 5 saniye sonraki hızı kaç m/s olur?

A) 5
B) 10
C) 20
D) 25

Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir cisme uygulanan kuvvetin etkisiyle cismin hızının nasıl değiştiğini adım adım inceleyeceğiz. Fizikteki temel prensipleri kullanarak bu problemi kolayca çözebiliriz. Haydi başlayalım!

• Adım 1: Cismin İvmesini (Hızlanmasını) Bulalım.

  Bir cisme kuvvet uygulandığında, cisim hızlanır veya yavaşlar. Bu hızlanmaya ivme denir. Newton'un İkinci Hareket Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet ($F$) cismin kütlesi ($m$) ile ivmesinin ($a$) çarpımına eşittir. Yani formülümüz:

  $F = m \cdot a$

  Soruda verilen değerleri yerine yazalım:

  • Uygulanan kuvvet ($F$) = $10 \text{ N}$
  • Cismin kütlesi ($m$) = $2 \text{ kg}$

  Şimdi ivmeyi ($a$) bulmak için formülü düzenleyelim:

  $a = \frac{F}{m}$

  $a = \frac{10 \text{ N}}{2 \text{ kg}}$

  $a = 5 \text{ m/s}^2$

  Demek ki cisim her saniye hızını $5 \text{ m/s}$ artıracak.

• Adım 2: Cismin 5 Saniye Sonraki Hızını Bulalım.

  Cismin ivmesini bulduğumuza göre, belirli bir süre sonraki hızını hesaplayabiliriz. Cismin başlangıçta durmakta olduğu belirtilmiş, bu da ilk hızının sıfır olduğu anlamına gelir. Sabit ivmeli hareket denklemlerinden birini kullanarak son hızı bulabiliriz:

  $v_f = v_0 + a \cdot t$

  Burada:

  • İlk hız ($v_0$) = $0 \text{ m/s}$ (çünkü cisim durmakta)
  • İvme ($a$) = $5 \text{ m/s}^2$ (Adım 1'de bulduk)
  • Süre ($t$) = $5 \text{ s}$ (soruda verilmiş)
  • Son hız ($v_f$) = ? (bulmak istediğimiz değer)

  Şimdi değerleri formülde yerine yazalım:

  $v_f = 0 \text{ m/s} + (5 \text{ m/s}^2 \cdot 5 \text{ s})$

  $v_f = 0 + 25 \text{ m/s}$

  $v_f = 25 \text{ m/s}$

  Yani, cismin 5 saniye sonraki hızı $25 \text{ m/s}$ olacaktır.

Cevap D seçeneğidir.