Kütlesi 0,5 kg olan bir cisim, sürtünmesiz yatay düzlemde durmaktadır. Cisme 2 N büyüklüğünde yatay bir kuvvet uygulandığında cismin ivmesi kaç m/s² olur?
A) 0,25Sevgili öğrenciler, bu soruda bir cisme uygulanan kuvvetin, cismin kütlesiyle ilişkisini ve bu sayede cismin kazanacağı ivmeyi bulacağız. Fizikteki en temel yasalardan biri olan Newton'ın İkinci Hareket Yasası'nı kullanarak bu problemi kolayca çözebiliriz.
Soruda bize verilen bilgileri dikkatlice not alalım:
Cismin kütlesi ($m$) = $0,5$ kg
Cisme uygulanan yatay kuvvet ($F$) = $2$ N
Düzlem sürtünmesizdir, bu da hesaplamalarımızı basitleştirir çünkü sürtünme kuvvetini dikkate almamıza gerek kalmaz.
Kuvvet, kütle ve ivme arasındaki ilişkiyi açıklayan temel yasa, Newton'ın İkinci Hareket Yasası'dır. Bu yasa bize şunu söyler: Bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir.
Matematiksel olarak bu yasa şu şekilde ifade edilir: $F_{net} = m \cdot a$
Burada:
$F_{net}$: Cisme etki eden net kuvvet (Newton, N)
$m$: Cismin kütlesi (kilogram, kg)
$a$: Cismin ivmesi (metre/saniye kare, m/s²)
Şimdi, verilen değerleri Newton'ın İkinci Hareket Yasası formülüne yerleştirelim. Sürtünme olmadığı için uygulanan $2$ N'luk kuvvet, net kuvvet ($F_{net}$) olacaktır.
$F_{net} = m \cdot a$
$2 \text{ N} = 0,5 \text{ kg} \cdot a$
İvmeyi bulmak için denklemi $a$ yalnız kalacak şekilde düzenleyelim:
$a = \frac{F_{net}}{m}$
$a = \frac{2 \text{ N}}{0,5 \text{ kg}}$
$a = 4 \text{ m/s}^2$
Gördüğünüz gibi, birimi de doğru şekilde elde ettik: N/kg = (kg·m/s²)/kg = m/s².
Buna göre, cismin ivmesi $4 \text{ m/s}^2$ olur.
Cevap D seçeneğidir.
