Duran bir cismi harekete geçiren kuvvet dengelenmiş midir Test 1

Kütlesi 2 kg olan bir cisim sürtünmesiz yatay düzlemde durmaktadır. Cisme yatay doğrultuda 10 N'luk bir kuvvet uygulanıyor. Buna göre cismin 3 saniye sonraki hızı kaç m/s olur?

A) 5
B) 10
C) 15
D) 20

Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için iki temel fizik prensibini kullanacağız: Newton'un İkinci Hareket Yasası ve düzgün hızlanan hareket denklemleri. Adım adım ilerleyelim:

• Adım 1: Cismin ivmesini (hızlanmasını) hesaplayalım.

Bir cisme uygulanan net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir. Bu, Newton'un İkinci Hareket Yasası olarak bilinir ve matematiksel olarak $F = ma$ şeklinde ifade edilir.

• Bize verilenler: Cismin kütlesi ($m$) = $2 \text{ kg}$, Uygulanan kuvvet ($F$) = $10 \text{ N}$.
• İvmeyi ($a$) bulmak için formülü yeniden düzenleyelim: $a = \frac{F}{m}$.
• Değerleri yerine koyalım: $a = \frac{10 \text{ N}}{2 \text{ kg}} = 5 \text{ m/s}^2$.
• Yani, cisim $5 \text{ m/s}^2$ büyüklüğünde bir ivme ile hızlanacaktır.
• Adım 2: Cismin 3 saniye sonraki hızını hesaplayalım.

Cisim başlangıçta durduğu için ilk hızı $0 \text{ m/s}$'dir. Düzgün hızlanan hareket için son hızı bulma formülü $v = v_0 + at$'dir, burada $v_0$ ilk hız, $a$ ivme ve $t$ zamandır.

• Bize verilenler: İlk hız ($v_0$) = $0 \text{ m/s}$ (çünkü cisim durmaktadır), Hesapladığımız ivme ($a$) = $5 \text{ m/s}^2$, Geçen süre ($t$) = $3 \text{ s}$.
• Formül: $v = v_0 + at$.
• Değerleri yerine koyalım: $v = 0 \text{ m/s} + (5 \text{ m/s}^2 \times 3 \text{ s})$.
• Hesaplayalım: $v = 0 + 15 \text{ m/s} = 15 \text{ m/s}$.
• Buna göre, cismin 3 saniye sonraki hızı $15 \text{ m/s}$ olacaktır.

Cevap C seçeneğidir.