Yatay düzlemde durmakta olan 5 kg kütleli bir cisme 15 N'luk yatay kuvvet uygulanıyor. Sürtünme kuvveti 5 N olduğuna göre, cismin ivmesi kaç m/s²'dir?
A) 1Sevgili öğrenciler, bu soruda bir cisme etki eden kuvvetleri ve bu kuvvetlerin cisim üzerinde oluşturduğu ivmeyi hesaplayacağız. Fizikteki temel prensiplerden biri olan Newton'ın İkinci Yasası'nı kullanarak adım adım ilerleyelim.
Öncelikle, bize verilen bilgileri ve bizden istenenleri netleştirelim:
Unutmayın, sürtünme kuvveti her zaman cismin hareket etme eğilimine veya hareket yönüne zıt yönde etki eder. Bu, net kuvveti hesaplarken çok önemlidir.
Cisme etki eden iki yatay kuvvet var: uygulanan kuvvet ve sürtünme kuvveti. Uygulanan kuvvet cismi hareket ettirmeye çalışırken, sürtünme kuvveti bu hareketi engellemeye çalışır. Bu yüzden, net kuvveti bulmak için uygulanan kuvvetten sürtünme kuvvetini çıkarmamız gerekir:
$F_{net} = F_{uygulanan} - F_{sürtünme}$
Şimdi verilen değerleri yerine koyalım:
$F_{net} = 15 \text{ N} - 5 \text{ N}$
$F_{net} = 10 \text{ N}$
Bu $10 \text{ N}$'luk kuvvet, cismin hareket etmesine neden olan "gerçek" kuvvettir.
Newton'ın İkinci Yasası, bir cisme etki eden net kuvvetin, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşit olduğunu söyler. Formülü şöyledir:
$F_{net} = m \cdot a$
Şimdi bulduğumuz net kuvveti ve bize verilen kütleyi bu formülde yerine koyalım:
$10 \text{ N} = 5 \text{ kg} \cdot a$
İvmeyi ($a$) bulmak için her iki tarafı kütleye ($5 \text{ kg}$) bölelim:
$a = \frac{10 \text{ N}}{5 \text{ kg}}$
$a = 2 \text{ m/s}^2$
Böylece cismin ivmesinin $2 \text{ m/s}^2$ olduğunu bulmuş oluruz. Bu, cismin her saniye hızının $2 \text{ m/s}$ arttığı anlamına gelir.
Cevap B seçeneğidir.
