Kütlesi 0.5 kg olan bir top, yatay düzlemde durmaktadır. Topa 5 N'luk yatay bir kuvvet uygulandığında, top 2 saniye sonra kaç m/s hıza ulaşır?
A) 5Sevgili öğrenciler, bu soruyu adım adım çözerek fizik prensiplerini nasıl uygulayacağımızı öğrenelim. Bir cisme kuvvet uygulandığında hızının nasıl değiştiğini anlamak için Newton'un İkinci Yasası'nı ve hareket denklemlerini kullanacağız.
Soruda bize verilen bilgiler şunlardır:
Bizden istenen ise $2 \text{ s}$ sonra topun ulaşacağı son hız ($v$).
Bir cisme uygulanan net kuvvet, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir. Bu, Newton'un İkinci Yasası olarak bilinir ve formülü şöyledir:
$F = m \cdot a$
Burada $F$ kuvveti, $m$ kütleyi ve $a$ ivmeyi temsil eder. Şimdi verilen değerleri formülde yerine koyalım:
$5 \text{ N} = 0.5 \text{ kg} \cdot a$
İvmeyi ($a$) bulmak için denklemi çözelim:
$a = \frac{5 \text{ N}}{0.5 \text{ kg}}$
$a = 10 \text{ m/s}^2$
Yani top, $10 \text{ m/s}^2$ büyüklüğünde sabit bir ivmeyle hareket edecektir.
Şimdi topun ivmesini bildiğimize göre, belirli bir süre sonra ulaşacağı hızı hesaplayabiliriz. Sabit ivmeli hareket denklemlerinden birini kullanacağız. Başlangıç hızı, ivme ve süre bilindiğinde son hızı bulmak için şu formülü kullanırız:
$v = v_0 + a \cdot t$
Burada $v$ son hızı, $v_0$ ilk hızı, $a$ ivmeyi ve $t$ süreyi temsil eder. Şimdi bulduğumuz ve verilen değerleri formülde yerine koyalım:
$v = 0 \text{ m/s} + (10 \text{ m/s}^2) \cdot (2 \text{ s})$
Denklemi çözerek son hızı ($v$) bulalım:
$v = 0 + 20 \text{ m/s}$
$v = 20 \text{ m/s}$
Buna göre, top 2 saniye sonra $20 \text{ m/s}$ hıza ulaşır.
Cevap D seçeneğidir.
