Newtonun hareket yasaları nelerdir Test 1

Sürtünmesiz yatay bir düzlemde durmakta olan 2 kg kütleli bir cisme 10 N büyüklüğünde yatay bir kuvvet uygulanıyor.
Buna göre cisim 4 saniye sonra kaç metre yer değiştirmiş olur?

A) 20
B) 40
C) 80
D) 160

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

• 1. Adım: Verilenleri Belirleyelim

• Soruda bize verilen bilgileri düzenli bir şekilde yazalım:

  Cismin kütlesi ($m$) = $2 \text{ kg}$

  Uygulanan yatay kuvvet ($F$) = $10 \text{ N}$

  Cisim durmakta olduğu için başlangıç hızı ($v_0$) = $0 \text{ m/s}$

  Geçen süre ($t$) = $4 \text{ s}$

  Sürtünmesiz bir ortamda olduğumuzu unutmayalım, bu da işimizi kolaylaştırıyor.

• 2. Adım: Cismin İvmesini (Hızlanmasını) Hesaplayalım

• Bir cisme uygulanan net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir. Bu, Newton'un İkinci Yasası'dır ve formülü şöyledir:

  $F = m \cdot a$

  Burada $F$ kuvveti, $m$ kütleyi ve $a$ ivmeyi temsil eder. Şimdi verilen değerleri formülde yerine koyalım:

  $10 \text{ N} = 2 \text{ kg} \cdot a$

  İvmeyi ($a$) bulmak için denklemi çözelim:

  $a = \frac{10 \text{ N}}{2 \text{ kg}}$

  $a = 5 \text{ m/s}^2$

  Demek ki cismimiz $5 \text{ m/s}^2$ büyüklüğünde sabit bir ivme ile hızlanıyor.

• 3. Adım: Cismin Yer Değiştirmesini Hesaplayalım

• Cismin sabit bir ivme ile hareket ettiğini bildiğimize göre, yer değiştirme denklemlerinden birini kullanabiliriz. Başlangıç hızı sıfır olduğu için en uygun denklem şudur:

  $\Delta x = v_0 t + \frac{1}{2} a t^2$

  Burada $\Delta x$ yer değiştirmeyi, $v_0$ başlangıç hızını, $t$ süreyi ve $a$ ivmeyi temsil eder. Başlangıç hızımız ($v_0$) sıfır olduğu için denklem basitleşir:

  $\Delta x = 0 \cdot t + \frac{1}{2} a t^2$

  $\Delta x = \frac{1}{2} a t^2$

  Şimdi bulduğumuz ivme ($a = 5 \text{ m/s}^2$) ve verilen süre ($t = 4 \text{ s}$) değerlerini bu denklemde yerine koyalım:

  $\Delta x = \frac{1}{2} \cdot (5 \text{ m/s}^2) \cdot (4 \text{ s})^2$

  Önce sürenin karesini alalım:

  $(4 \text{ s})^2 = 16 \text{ s}^2$

  Şimdi denklemi tamamlayalım:

  $\Delta x = \frac{1}{2} \cdot 5 \cdot 16$

  $\Delta x = \frac{1}{2} \cdot 80$

  $\Delta x = 40 \text{ metre}$

  Buna göre, cisim 4 saniye sonra 40 metre yer değiştirmiş olur.

Cevap B seçeneğidir.