Bir araba 5 saniyede 0'dan 20 m/s hıza ulaşıyor. Arabanın ortalama ivmesi nedir?
A) 2 m/s$^2$Bu soruda, bir arabanın hızındaki değişimi ve bu değişimin ne kadar sürede gerçekleştiğini kullanarak ortalama ivmesini bulacağız. İvme, bir cismin hızındaki değişim hızıdır. Hadi adım adım çözelim:
Soruda bize arabanın başlangıç hızı, son hızı ve bu hıza ulaşması için geçen süre verilmiştir:
İlk hız ($v_0$) = $0 \text{ m/s}$ (çünkü araba 0'dan başlıyor).
Son hız ($v_f$) = $20 \text{ m/s}$.
Geçen süre ($\Delta t$) = $5 \text{ s}$.
Hızdaki değişim, son hızdan ilk hızın çıkarılmasıyla bulunur. Bu, arabanın hızının ne kadar arttığını gösterir:
$\Delta v = v_f - v_0$
$\Delta v = 20 \text{ m/s} - 0 \text{ m/s} = 20 \text{ m/s}$.
Ortalama ivme ($a_{ort}$), hızdaki değişimin ($\Delta v$) bu değişimin gerçekleştiği süreye ($\Delta t$) bölünmesiyle bulunur. Bu formül bize birim zamanda hızın ne kadar değiştiğini verir:
$a_{ort} = \frac{\Delta v}{\Delta t}$
Şimdi bulduğumuz hız değişimini ve verilen süreyi ivme formülünde yerine koyalım:
$a_{ort} = \frac{20 \text{ m/s}}{5 \text{ s}}$
$a_{ort} = 4 \text{ m/s}^2$.
Hesapladığımız ortalama ivme $4 \text{ m/s}^2$'dir. Bu, arabanın her saniye hızını $4 \text{ m/s}$ artırdığı anlamına gelir.
Cevap B seçeneğidir.