Temel büyüklükler diğer büyüklükler cinsinden ifade edilemezken, türetilmiş büyüklükler temel büyüklükler cinsinden ifade edilebilir. Buna göre aşağıdaki büyüklüklerden hangisi temel büyüklükler kullanılarak ifade edilemez?
A) Hız
B) İvme
C) Kuvvet
D) Kütle
Sevgili öğrenciler, bu soru temel ve türetilmiş büyüklükler arasındaki farkı anlamamızı istiyor. Fizikteki büyüklükleri iki ana gruba ayırırız:
- Temel Büyüklükler: Başka hiçbir büyüklük cinsinden tanımlanamayan, kendi başlarına anlam ifade eden büyüklüklerdir. Uluslararası Birim Sistemi'nde (SI) 7 adet temel büyüklük bulunur. Bunlar: Kütle, Uzunluk, Zaman, Sıcaklık, Akım Şiddeti, Madde Miktarı ve Işık Şiddeti'dir.
- Türetilmiş Büyüklükler: Temel büyüklükler kullanılarak matematiksel işlemlerle (çarpma, bölme vb.) elde edilen büyüklüklerdir.
Soruda bize, temel büyüklükler kullanılarak ifade edilemeyen büyüklüğü bulmamız isteniyor. Bu da aslında temel büyüklüklerden birini bulmamız gerektiği anlamına gelir. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Hız: Hız, birim zamanda alınan yol olarak tanımlanır. Formülü $Hız = \frac{Yol}{Zaman}$ şeklindedir. Burada "Yol" bir uzunluk (temel büyüklük) ve "Zaman" da bir temel büyüklüktür. Dolayısıyla hız, temel büyüklükler (uzunluk ve zaman) kullanılarak ifade edilebilir. Birimi $m/s$'dir.
- B) İvme: İvme, birim zamandaki hız değişimi olarak tanımlanır. Formülü $İvme = \frac{Hız}{Zaman}$ şeklindedir. Hızın kendisi uzunluk ve zaman cinsinden ifade edildiği için, ivme de temel büyüklükler (uzunluk ve zaman) kullanılarak ifade edilebilir. Birimi $m/s^2$'dir.
- C) Kuvvet: Kuvvet, Newton'ın İkinci Yasası'na göre kütle ile ivmenin çarpımıdır. Formülü $Kuvvet = Kütle \times İvme$ ($F=ma$) şeklindedir. "Kütle" temel bir büyüklüktür. "İvme" ise yukarıda gördüğümüz gibi uzunluk ve zaman temel büyüklükleri cinsinden ifade edilebilir. Bu durumda kuvvet de kütle, uzunluk ve zaman temel büyüklükleri kullanılarak ifade edilebilir. Birimi $kg \cdot m/s^2$ (Newton) şeklindedir.
- D) Kütle: Kütle, Uluslararası Birim Sistemi'ndeki (SI) yedi temel büyüklükten biridir. Diğer temel büyüklükler (uzunluk, zaman, sıcaklık, akım şiddeti, madde miktarı, ışık şiddeti) cinsinden ifade edilemez. Kütle, kendi başına bir temel büyüklüktür. Birimi kilogram (kg)'dır.
Bu analizlere göre, hız, ivme ve kuvvet türetilmiş büyüklüklerdir ve temel büyüklükler kullanılarak ifade edilebilirler. Ancak kütle, temel bir büyüklük olduğu için başka temel büyüklükler kullanılarak ifade edilemez.
Cevap D seçeneğidir.
