Kuvvet nedir Test 2

Yatay düzlemde durmakta olan 2 kg kütleli cisme 10 N'luk yatay kuvvet uygulanıyor. Cisim 5 saniye sonra 25 m yol aldığına göre, sürtünme kuvveti kaç N'dur?

A) 2
B) 4
C) 6
D) 8

Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir cismin hareketini ve üzerine etki eden kuvvetleri inceleyeceğiz. Öncelikle cismin hareket bilgilerinden ivmesini bulacak, ardından Newton'un İkinci Yasası'nı kullanarak sürtünme kuvvetini hesaplayacağız. Haydi adım adım ilerleyelim!

• 1. Adım: Cismin İvmesini (Hızlanmasını) Bulalım

  Cisim yatay düzlemde durmakta olduğu için ilk hızı $v_0 = 0$ m/s'dir. Cisim $t = 5$ saniyede $\Delta x = 25$ m yol almıştır. Bu bilgilerle cismin ivmesini (hızlanmasını) bulmak için aşağıdaki kinematik formülü kullanırız:

  $\Delta x = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2$

  Verilen değerleri yerine yazalım:

  $25 = (0 \text{ m/s}) \cdot (5 \text{ s}) + \frac{1}{2} a (5 \text{ s})^2$

  $25 = 0 + \frac{1}{2} a \cdot 25$

  Her iki tarafı 25'e bölelim:

  $1 = \frac{1}{2} a$

  Buradan ivme $a$ değerini buluruz:

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

• 2. Adım: Cisme Etki Eden Net Kuvveti Bulalım

  Cismin kütlesi $m = 2$ kg ve ivmesi $a = 2$ m/s$^2$ olarak bulundu. Newton'un İkinci Yasası'na göre, cisme etki eden net kuvvet ($F_{net}$), kütle ile ivmenin çarpımına eşittir:

  $F_{net} = m \cdot a$

  Değerleri yerine yazalım:

  $F_{net} = (2 \text{ kg}) \cdot (2 \text{ m/s}^2)$

  $F_{net} = 4 \text{ N}$

• 3. Adım: Sürtünme Kuvvetini Hesaplayalım

  Cisme yatayda uygulanan kuvvet $F_{uygulanan} = 10$ N'dur. Sürtünme kuvveti ($F_s$), hareketin tersi yönde etki eder. Bu durumda net kuvvet, uygulanan kuvvet ile sürtünme kuvvetinin farkına eşittir:

  $F_{net} = F_{uygulanan} - F_s$

  Bulduğumuz $F_{net}$ değerini ve verilen $F_{uygulanan}$ değerini yerine yazalım:

  $4 \text{ N} = 10 \text{ N} - F_s$

  Sürtünme kuvvetini yalnız bırakmak için denklemi düzenleyelim:

  $F_s = 10 \text{ N} - 4 \text{ N}$

  $F_s = 6 \text{ N}$

Buna göre, sürtünme kuvveti $6$ N'dur.

Cevap C seçeneğidir.