6. sınıf Kuvvetin Etkisinde Hareket özet ve tekrar Test 2

Bir cisim 20 m/s sabit hızla doğu yönünde hareket ederken, üzerine batı yönünde 10 N'luk sabit bir kuvvet uygulanıyor. Cismin kütlesi 2 kg olduğuna göre, 6 saniye sonra cismin hızı kaç m/s olur?

A) 50
B) 30
C) 10
D) 5

Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, bir cisme uygulanan kuvvetin cismin hızını nasıl değiştirdiğini adım adım inceleyeceğiz. Fizikteki temel prensipleri kullanarak sonuca ulaşmak çok keyifli olacak!

• 1. Adım: Yönlerin Belirlenmesi ve Verilerin İşaretlenmesi

  Fizik problemlerinde yönler çok önemlidir. Bu tür sorularda bir yönü pozitif ($+$), diğerini negatif ($-$) olarak belirlemeliyiz. Genellikle doğu yönü pozitif kabul edilir.

  • Doğu yönünü pozitif ($+$) olarak kabul edelim.
  • Batı yönünü negatif ($-$) olarak kabul edelim.

  Şimdi verilenleri bu yöne göre işaretleyelim:

  • Cismin başlangıç hızı ($v_0$): 20 m/s doğu yönünde $\implies v_0 = +20$ m/s
  • Uygulanan kuvvet ($F$): 10 N batı yönünde $\implies F = -10$ N
  • Cismin kütlesi ($m$): 2 kg
  • Geçen süre ($t$): 6 saniye
• 2. Adım: Cismin İvmesini Hesaplama

  Bir cisme uygulanan net kuvvet, cismin kütlesi ve ivmesi arasındaki ilişkiyi Newton'ın İkinci Yasası ile ifade ederiz: $F = m \cdot a$. Bu formülü kullanarak cismin ivmesini ($a$) bulabiliriz.

  • Kuvvet ($F$) = $-10$ N
  • Kütle ($m$) = 2 kg
  • Formül: $F = m \cdot a$
  • Değerleri yerine yazalım: $-10 = 2 \cdot a$
  • İvme ($a$) = $\frac{-10}{2} = -5$ m/s$^2$

  İvmenin negatif olması, ivmenin batı yönünde olduğunu gösterir. Yani cisim doğu yönünde hareket ederken, batı yönündeki bu ivme nedeniyle yavaşlayacaktır.

• 3. Adım: Cismin Son Hızını Hesaplama

  Cismin başlangıç hızı, ivmesi ve geçen süre bilindiğinde, cismin son hızını ($v$) aşağıdaki kinematik formülle bulabiliriz:

  • Formül: $v = v_0 + a \cdot t$
  • Başlangıç hızı ($v_0$) = $+20$ m/s
  • İvme ($a$) = $-5$ m/s$^2$
  • Süre ($t$) = 6 s
  • Değerleri yerine yazalım: $v = 20 + (-5) \cdot 6$
  • İşlemi yapalım: $v = 20 - 30$
  • Son hız ($v$) = $-10$ m/s

  Son hızın negatif çıkması, cismin 6 saniye sonra batı yönünde 10 m/s hızla hareket ettiği anlamına gelir. Yani cisim önce yavaşlamış, durmuş ve ardından kuvvetin etkisiyle batı yönünde hızlanmaya başlamıştır.

Buna göre, 6 saniye sonra cismin hızı 10 m/s olur (batı yönünde).

Cevap D seçeneğidir.