Kütlesi $10 \text{ kg}$ olan bir cismin Dünya'daki ağırlığı yaklaşık olarak kaç Newton'dur? (Yer çekimi ivmesini yaklaşık $10 \text{ N/kg}$ alınız.)
A) $1 \text{ N}$Sevgili öğrenciler, bu soruda bir cismin kütlesi verildiğinde, Dünya'daki ağırlığını nasıl hesaplayacağımızı öğreneceğiz. Ağırlık, bir cisme etki eden yer çekimi kuvvetidir ve kütle ile yer çekimi ivmesinin çarpımıyla bulunur.
Soruda bize iki önemli bilgi verilmiş:
Cismin kütlesi ($m$): $10 \text{ kg}$
Yer çekimi ivmesi ($g$): Yaklaşık $10 \text{ N/kg}$ (veya $10 \text{ m/s}^2$)
Burada yer çekimi ivmesinin birimi olarak $ \text{N/kg} $ verilmesi, ağırlık hesaplamasında doğrudan kullanabileceğimiz anlamına gelir. Çünkü Newton ($ \text{N} $) bir kuvvet birimidir ve kilogram ($ \text{kg} $) bir kütle birimidir.
Bir cismin ağırlığı ($G$), kütlesi ($m$) ile yer çekimi ivmesinin ($g$) çarpımına eşittir. Bu formül şöyledir:
$G = m \times g$
Bu formüldeki terimlerin anlamları şunlardır:
$G$: Ağırlık (birimi Newton, $ \text{N} $)
$m$: Kütle (birimi kilogram, $ \text{kg} $)
$g$: Yer çekimi ivmesi (birimi Newton/kilogram, $ \text{N/kg} $ veya metre/saniye kare, $ \text{m/s}^2 $)
Şimdi verilen değerleri formülümüze yerleştirelim:
$G = 10 \text{ kg} \times 10 \text{ N/kg}$
Hesaplamayı yaptığımızda:
$G = 100 \text{ N}$
Gördüğümüz gibi, kilogram birimleri birbirini götürür ve geriye sadece Newton birimi kalır, bu da ağırlık için doğru bir birimdir.
Hesaplamalarımız sonucunda, kütlesi $10 \text{ kg}$ olan bir cismin Dünya'daki ağırlığının yaklaşık olarak $100 \text{ N}$ olduğunu bulduk.
Cevap C seçeneğidir.