$$F = m \cdot a$$ formülünde yer alan büyüklüklerden hangisi temel büyüklük değildir?
A) Kuvvet (F)
B) Kütle (m)
C) İvme (a)
D) Hiçbiri (hepsi temel büyüklüktür)
Merhaba sevgili öğrenciler!
Fizikte büyüklükleri iki ana kategoriye ayırırız: temel büyüklükler ve türetilmiş büyüklükler. Bu soruyu çözmek için öncelikle bu kavramları iyi anlamamız gerekiyor.
- Temel Büyüklükler: Bunlar, başka hiçbir fiziksel büyüklük cinsinden tanımlanamayan, kendi başlarına bağımsız olan büyüklüklerdir. Uluslararası Birim Sistemi (SI) yedi temel büyüklük tanımlar:
- Kütle (birimi: kilogram, $kg$)
- Uzunluk (birimi: metre, $m$)
- Zaman (birimi: saniye, $s$)
- Sıcaklık (birimi: kelvin, $K$)
- Akım Şiddeti (birimi: amper, $A$)
- Madde Miktarı (birimi: mol, $mol$)
- Işık Şiddeti (birimi: kandela, $cd$)
- Türetilmiş Büyüklükler: Bunlar ise temel büyüklüklerin bir araya gelmesiyle (çarpma, bölme gibi matematiksel işlemlerle) elde edilen büyüklüklerdir. Örneğin hız, alan, hacim, kuvvet gibi büyüklükler türetilmiştir.
Şimdi sorumuzdaki $F = m \cdot a$ formülünde yer alan büyüklükleri tek tek inceleyelim:
- B) Kütle ($m$): Kütle, yukarıda listelediğimiz yedi temel büyüklükten biridir. Kendi başına bağımsız bir büyüklüktür ve başka bir büyüklük cinsinden tanımlanmaz. Dolayısıyla kütle, temel bir büyüklüktür.
- C) İvme ($a$): İvme, birim zamandaki hız değişimi olarak tanımlanır. Hız ise birim zamandaki yer değiştirme (uzunluk) olarak tanımlanır. Yani ivme, uzunluk ve zaman gibi temel büyüklüklerin birleşimiyle ($m/s^2$) elde edilir. Bu durumda ivme, türetilmiş bir büyüklüktür ve temel büyüklük değildir.
- A) Kuvvet ($F$): Newton'ın İkinci Yasası'na göre kuvvet, kütle ($m$) ile ivmenin ($a$) çarpımıdır ($F = m \cdot a$). Kütle temel bir büyüklük olsa da, ivme türetilmiş bir büyüklüktür. Dolayısıyla kuvvet de temel büyüklüklerden (kütle, uzunluk ve zaman) türetilmiştir ($kg \cdot m/s^2$). Bu durumda kuvvet, türetilmiş bir büyüklüktür ve temel büyüklük değildir.
Soru bize "temel büyüklük değildir" diye soruyor. İncelemelerimize göre hem ivme ($a$) hem de kuvvet ($F$) temel büyüklük değildir, yani türetilmiş büyüklüklerdir. Ancak seçenekler arasında sadece bir doğru cevap olması gerektiği için ve $F = m \cdot a$ formülünde kuvvet, kütle ve ivmenin doğrudan birleşimiyle ortaya çıkan bir büyüklük olduğu için, bu formüldeki en belirgin türetilmiş büyüklüklerden biri olarak kuvveti işaretleyebiliriz.
Cevap A seçeneğidir.
