Kütlesi 5 kg olan bir cisme 30 N'luk kuvvet uygulandığında cisim 4 m/s²'lik ivme ile hareket ediyor. Buna göre cisme etki eden sürtünme kuvveti kaç Newton'dur? (Hesaplamada $F_{net} = m \cdot a$ formülünü kullanınız.)
A) 10 NMerhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir cisme uygulanan kuvvet, cismin kütlesi ve ivmesi arasındaki ilişkiyi kullanarak sürtünme kuvvetini bulacağız. Fizikteki temel prensiplerden biri olan Newton'un İkinci Yasası'nı (dinamiğin temel prensibi) uygulayarak adım adım ilerleyelim.
Bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir. Bu, Newton'un İkinci Yasası'dır ve formülü şöyledir:
$F_{net} = m \cdot a$
Burada $F_{net}$ net kuvveti, $m$ kütleyi ve $a$ ivmeyi temsil eder.
Verilen kütle ve ivme değerlerini formülde yerine koyarak cisim üzerindeki net kuvveti bulabiliriz:
$F_{net} = 5 \text{ kg} \cdot 4 \text{ m/s}^2$
$F_{net} = 20 \text{ N}$
Bu, cismin hareket etmesini sağlayan toplam kuvvettir.
Cisme $30 \text{ N}$'luk bir kuvvet uygulanıyor. Ancak cisim $20 \text{ N}$'luk bir net kuvvetle hareket ediyor. Bu aradaki fark, cismin hareketine zıt yönde etki eden sürtünme kuvvetinden kaynaklanır. Yani, uygulanan kuvvetten sürtünme kuvvetini çıkardığımızda net kuvveti elde ederiz:
$F_{net} = F_{uygulanan} - F_{sürtünme}$
Şimdi bulduğumuz $F_{net}$ değerini ve verilen $F_{uygulanan}$ değerini bu formülde yerine koyarak $F_{sürtünme}$'yi bulabiliriz:
$20 \text{ N} = 30 \text{ N} - F_{sürtünme}$
Denklemi $F_{sürtünme}$ için çözmek için $F_{sürtünme}$'yi sol tarafa, $20 \text{ N}$'u sağ tarafa atalım:
$F_{sürtünme} = 30 \text{ N} - 20 \text{ N}$
$F_{sürtünme} = 10 \text{ N}$
Buna göre, cisme etki eden sürtünme kuvveti $10 \text{ N}$'dur.
Cevap A seçeneğidir.
