Şekilde gösterilen sistemde, 8 kg'lık kütleye 40 N'luk kuvvet uygulanıyor. Sürtünme kuvveti 8 N olduğuna göre, cismin ivmesi kaç m/s²'dir?
A) 3Sevgili öğrenciler, bu soruyu çözmek için Newton'un İkinci Yasası'nı kullanacağız. Bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir ($F_{net} = m \cdot a$). Şimdi adımları takip ederek soruyu çözelim:
Cisme iki ana kuvvet etki etmektedir:
Uygulanan kuvvet ($F_{uygulanan}$): Cismi hareket ettirmeye çalışan kuvvettir ve değeri $40$ N'dur.
Sürtünme kuvveti ($F_{sürtünme}$): Cismin hareketine karşı koyan kuvvettir ve değeri $8$ N'dur. Bu kuvvet, uygulanan kuvvete zıt yöndedir.
Cismin hareket etmesini sağlayan veya engelleyen tüm kuvvetlerin bileşkesine net kuvvet denir. Uygulanan kuvvet hareket yönünde, sürtünme kuvveti ise hareketin tersi yönünde olduğu için net kuvveti bulmak için bu iki kuvveti birbirinden çıkarmamız gerekir:
$F_{net} = F_{uygulanan} - F_{sürtünme}$
$F_{net} = 40 \text{ N} - 8 \text{ N}$
$F_{net} = 32 \text{ N}$
Newton'un İkinci Yasası'na göre, bir cisme etki eden net kuvvet, cismin kütlesi ($m$) ile ivmesinin ($a$) çarpımına eşittir:
$F_{net} = m \cdot a$
Biz ivmeyi bulmak istediğimiz için formülü yeniden düzenleyelim:
$a = \frac{F_{net}}{m}$
Hesapladığımız net kuvvet ($F_{net} = 32$ N) ve soruda verilen kütle ($m = 8$ kg) değerlerini formülde yerine koyalım:
$a = \frac{32 \text{ N}}{8 \text{ kg}}$
$a = 4 \text{ m/s}^2$
Buna göre, cismin ivmesi $4 \text{ m/s}^2$'dir.
Cevap B seçeneğidir.