Kütlesi 0,5 kg olan bir cisim sürtünmesiz yatay düzlemde durmaktadır. Cisme 2 N'luk yatay kuvvet uygulandığında 4 saniye sonra cismin hızı kaç m/s olur?
A) 4Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için iki temel fizik prensibini kullanacağız: Newton'un İkinci Yasası ve düzgün hızlanan hareket denklemlerinden biri. Adım adım ilerleyelim:
Soruda bize verilenler şunlardır:
Cismin kütlesi ($m$) = $0,5 \text{ kg}$
Cisme uygulanan kuvvet ($F$) = $2 \text{ N}$
Geçen süre ($t$) = $4 \text{ s}$
Cisim durmaktadır, bu yüzden ilk hızı ($v_0$) = $0 \text{ m/s}$
Aradığımız şey ise $4 \text{ s}$ sonraki son hızı ($v$).
Bir cisme uygulanan net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir. Bu, Newton'un İkinci Yasası'dır ve matematiksel olarak $F = m \cdot a$ şeklinde ifade edilir. Burada $a$ ivmeyi temsil eder.
İvme ($a$) formülünü elde etmek için denklemi yeniden düzenleyelim: $a = \frac{F}{m}$.
Şimdi verilen değerleri yerine koyalım:
$a = \frac{2 \text{ N}}{0,5 \text{ kg}}$
$a = 4 \text{ m/s}^2$
Demek ki cisim, her saniye hızını $4 \text{ m/s}$ artıracak şekilde hızlanmaktadır.
Cisim sabit bir ivme ile hızlandığı için, son hızını bulmak için düzgün hızlanan hareket denklemlerinden birini kullanabiliriz: $v = v_0 + a \cdot t$.
Burada $v_0$ ilk hız, $a$ ivme ve $t$ geçen süredir.
Verilen değerleri ve hesapladığımız ivmeyi yerine koyalım:
$v = 0 \text{ m/s} + (4 \text{ m/s}^2) \cdot (4 \text{ s})$
$v = 0 + 16 \text{ m/s}$
$v = 16 \text{ m/s}$
Bu, cismin $4 \text{ s}$ sonra ulaşacağı hızdır.
Gördüğünüz gibi, adım adım ilerleyerek ve temel fizik prensiplerini uygulayarak doğru sonuca ulaştık. Bu tür problemlerde her zaman önce ne verildiğini ve ne istendiğini netleştirmek, ardından uygun formülleri seçmek çok önemlidir.
Cevap C seçeneğidir.
