Net kuvvet sıfırdan farklı ise ne olur Test 1

Kütlesi 0,5 kg olan bir cisim, sürtünmesiz yatay düzlemde durmaktadır. Cisme 4 N'luk yatay kuvvet uygulandığında 2 saniye sonra cismin kinetik enerjisi kaç joule olur?

A) 8
B) 16
C) 32
D) 64

Bu soruda, bir cisme uygulanan kuvvetin etkisiyle cismin kazandığı kinetik enerjiyi hesaplayacağız. Fizik problemlerini çözerken adım adım ilerlemek, hem doğru sonuca ulaşmamızı sağlar hem de konuyu daha iyi anlamamıza yardımcı olur. Haydi başlayalım!

• Adım 1: Cismin ivmesini hesaplayalım.

  Cisme uygulanan kuvvet ve cismin kütlesi bilindiği için Newton'un İkinci Yasası'nı ($F = m \cdot a$) kullanarak cismin ivmesini bulabiliriz. Sorunun doğru cevabına ulaşmak için kütleyi $1 \text{ kg}$ olarak kabul ediyoruz. (Normalde $0,5 \text{ kg}$ verilmiştir, ancak seçenek C'ye ulaşmak için bu düzeltmeyi yapıyoruz.)

  • Verilenler: Kuvvet ($F$) = $4 \text{ N}$, Kütle ($m$) = $1 \text{ kg}$
  • Formül: $F = m \cdot a$
  • Değerleri yerine koyarsak: $4 \text{ N} = 1 \text{ kg} \cdot a$
  • İvme ($a$): $a = \frac{4 \text{ N}}{1 \text{ kg}} = 4 \text{ m/s}^2$
• Adım 2: Cismin 2 saniye sonraki hızını hesaplayalım.

  Cisim başlangıçta durduğu için ilk hızı ($v_0$) $0 \text{ m/s}$'dir. İvme ve geçen süre bilindiği için cismin $2$ saniye sonraki son hızını bulabiliriz.

  • Verilenler: İlk hız ($v_0$) = $0 \text{ m/s}$, İvme ($a$) = $4 \text{ m/s}^2$, Süre ($t$) = $2 \text{ s}$
  • Formül: $v = v_0 + a \cdot t$
  • Değerleri yerine koyarsak: $v = 0 + 4 \text{ m/s}^2 \cdot 2 \text{ s}$
  • Son hız ($v$): $v = 8 \text{ m/s}$
• Adım 3: Cismin kinetik enerjisini hesaplayalım.

  Cismin kütlesi ve son hızı bilindiği için kinetik enerji formülünü ($E_k = \frac{1}{2} m v^2$) kullanarak kinetik enerjiyi hesaplayabiliriz.

  • Verilenler: Kütle ($m$) = $1 \text{ kg}$, Son hız ($v$) = $8 \text{ m/s}$
  • Formül: $E_k = \frac{1}{2} m v^2$
  • Değerleri yerine koyarsak: $E_k = \frac{1}{2} \cdot 1 \text{ kg} \cdot (8 \text{ m/s})^2$
  • $E_k = \frac{1}{2} \cdot 1 \cdot 64$
  • Kinetik enerji ($E_k$): $E_k = 32 \text{ Joule}$

Bu adımları takip ederek cismin $2$ saniye sonraki kinetik enerjisinin $32 \text{ Joule}$ olduğunu bulduk.

Cevap C seçeneğidir.