Dengelenmemiş kuvvet örnekleri Test 1

2 kg kütleli bir cisme 10 N'luk bir kuvvet uygulanıyor. Cisim 2 m/s²'lik ivme ile hareket ediyor.
Buna göre cisme etki eden sürtünme kuvveti kaç Newton'dur?

A) 2
B) 4
C) 6
D) 8

Merhaba 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 Hareket Yasası'nı hatırlayarak bu problemi kolayca çözebiliriz. Haydi adım adım ilerleyelim:

• 1. Verilenleri Anlayalım:

  Öncelikle soruda bize hangi bilgilerin verildiğini ve neyin istendiğini netleştirelim:

  • Cismin kütlesi ($m$) = $2 \text{ kg}$
  • Cisme uygulanan kuvvet ($F_{uygulanan}$) = $10 \text{ N}$
  • Cismin ivmesi ($a$) = $2 \text{ m/s}^2$
  • Bizden istenen: Cisme etki eden sürtünme kuvveti ($F_s$)
• 2. Temel Prensibi Hatırlayalım: Newton'un İkinci Hareket Yasası

  Newton'un İkinci Hareket Yasası der ki: Bir cisme etki eden net kuvvet ($F_{net}$), cismin kütlesi ($m$) ile ivmesinin ($a$) çarpımına eşittir. Matematiksel olarak bunu şu şekilde ifade ederiz:

  $F_{net} = m \cdot a$

• 3. Cisme Etki Eden Kuvvetleri Belirleyelim:

  Cisme iki ana kuvvet etki etmektedir:

  • Uygulanan kuvvet ($F_{uygulanan}$): Cismi hareket ettirmeye çalışan kuvvettir. Soruda bu $10 \text{ N}$ olarak verilmiştir.
  • Sürtünme kuvveti ($F_s$): Cismin hareketine zıt yönde etki eden ve hareketi zorlaştıran kuvvettir. Bizim bulmamız gereken de budur.

  Cisim hareket ettiği için, uygulanan kuvvet sürtünme kuvvetinden daha büyüktür. Bu durumda net kuvvet, uygulanan kuvvet ile sürtünme kuvvetinin farkıdır:

  $F_{net} = F_{uygulanan} - F_s$

• 4. Denklemi Kurup Çözelim:

  Şimdi Newton'un İkinci Yasası'nı kullanarak denklemi oluşturalım ve bilinen değerleri yerine koyarak sürtünme kuvvetini bulalım:

  $F_{net} = m \cdot a$

  Yerine koyarsak:

  $F_{uygulanan} - F_s = m \cdot a$

  Verilen değerleri denklemde yerine yazalım:

  $10 \text{ N} - F_s = 2 \text{ kg} \cdot 2 \text{ m/s}^2$

  Sağ tarafı hesaplayalım:

  $10 \text{ N} - F_s = 4 \text{ N}$

  Şimdi $F_s$'yi yalnız bırakmak için denklemi düzenleyelim:

  $F_s = 10 \text{ N} - 4 \text{ N}$

  $F_s = 6 \text{ N}$

Buna göre, cisme etki eden sürtünme kuvveti $6 \text{ N}$'dur.

Cevap C seçeneğidir.