Sevgili öğrenciler, bu soruda sürtünmesiz bir ortamda bir cisme uygulanan kuvvetin, cismin hızını nasıl değiştirdiğini adım adım inceleyeceğiz. Fizikteki temel prensipleri kullanarak bu soruyu kolayca çözebiliriz. Haydi başlayalım!
- 1. Adım: Verilen Bilgileri Belirleyelim
- Cismin kütlesi ($m$) = $5 \text{ kg}$
- Uygulanan yatay kuvvet ($F$) = $20 \text{ N}$
- Geçen süre ($t$) = $4 \text{ s}$
- Cisim başlangıçta duruyor, bu yüzden ilk hızı ($v_0$) = $0 \text{ m/s}$
- Ortam sürtünmesizdir, bu da hesaplamalarımızı basitleştirir.
- 2. Adım: Cismin İvmesini (Hızlanmasını) Bulalım
- Bir cisme kuvvet uygulandığında, cisim Newton'un İkinci Yasası'na göre bir ivme kazanır. Bu yasa bize kuvvet, kütle ve ivme arasındaki ilişkiyi gösterir: $F = m \cdot a$.
- Burada $F$ uygulanan kuvvet, $m$ cismin kütlesi ve $a$ cismin kazandığı ivmedir.
- Verilen değerleri formülde yerine koyalım: $20 \text{ N} = 5 \text{ kg} \cdot a$.
- İvmeyi bulmak için denklemi çözelim: $a = \frac{20 \text{ N}}{5 \text{ kg}} = 4 \text{ m/s}^2$.
- Demek ki cismimiz her saniye hızını $4 \text{ m/s}$ artıracak!
- 3. Adım: Cismin $4 \text{ s}$ Sonraki Hızını Bulalım
- Cisim sabit bir ivmeyle hızlandığı için, düzgün hızlanan hareket formülünü kullanabiliriz: $v = v_0 + a \cdot t$.
- Burada $v$ cismin son hızı, $v_0$ cismin ilk hızı, $a$ ivme ve $t$ geçen süredir.
- Verilen ve bulduğumuz değerleri formülde yerine koyalım: $v = 0 \text{ m/s} + (4 \text{ m/s}^2 \cdot 4 \text{ s})$.
- Hesaplamayı yapalım: $v = 0 + 16 \text{ m/s}$.
- Sonuç olarak, cismin $4 \text{ s}$ sonraki hızı $16 \text{ m/s}$ olacaktır.
Gördüğünüz gibi, temel fizik prensiplerini adım adım uygulayarak doğru sonuca ulaştık. Bu tür sorularda önce ivmeyi bulmak, sonra bu ivmeyi kullanarak hız veya konum gibi diğer değerleri hesaplamak çok yaygın bir yöntemdir.
Cevap C seçeneğidir.
