🎓 11. Sınıf
📚 11. Sınıf Fizik
💡 11. Sınıf Fizik: Newton hareket yasaları Çözümlü Örnekler
11. Sınıf Fizik: Newton hareket yasaları Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
Sürtünmesiz yatay düzlemde durmakta olan 5 kg kütleli bir cisme, yatay doğrultuda 20 N büyüklüğünde bir kuvvet uygulanıyor. Cismin ivmesi kaç m/s² olur? 🍎
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için Newton'un İkinci Hareket Yasası'nı kullanacağız. Bu yasa, bir cisme etki eden net kuvvetin, cismin kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşit olduğunu belirtir.
- Adım 1: Verilenleri belirleyelim.
Kütle (m) = 5 kg
Kuvvet (F) = 20 N - Adım 2: Newton'un İkinci Hareket Yasası formülünü yazalım.
F_net = m * a - Adım 3: Formülde verilen değerleri yerine koyalım.
20 N = 5 kg * a - Adım 4: İvmeyi (a) bulmak için denklemi çözelim.
a = 20 N / 5 kg
a = 4 m/s²
Örnek 2:
10 kg kütleli bir araç, yatay yolda hareket ederken ivmesi 2 m/s²'dir. Bu araca etki eden net kuvvet kaç N'dur? 🚗
Çözüm:
Bu örnekte de Newton'un İkinci Hareket Yasası'nı uygulayacağız. Net kuvveti, kütle ve ivme değerlerini kullanarak hesaplayacağız.
- Adım 1: Verilenleri not edelim.
Kütle (m) = 10 kg
İvme (a) = 2 m/s² - Adım 2: Newton'un İkinci Hareket Yasası formülü: F_net = m * a
- Adım 3: Değerleri formüle yerleştirelim.
F_net = 10 kg * 2 m/s² - Adım 4: Net kuvveti hesaplayalım.
F_net = 20 N
Örnek 3:
Sürtünmesiz eğik düzlemde durmakta olan 2 kg kütleli bir kutuya, eğik düzleme paralel olarak 16 N'luk bir kuvvet uygulanıyor. Eğik düzlemin yatayla yaptığı açı 30 derecedir. Kutunun ivmesi kaç m/s² olur? (sin30° = 0.5) ⛰️
Çözüm:
Bu soruda hem uygulanan kuvveti hem de eğik düzlemin kutuya uyguladığı yerçekimi bileşenini dikkate almalıyız. Newton'un İkinci Hareket Yasası burada da temel prensibimiz olacak.
- Adım 1: Verilenleri ve hesaplanacakları belirleyelim.
Kütle (m) = 2 kg
Uygulanan Kuvvet (F_uygulanan) = 16 N
Açı (θ) = 30°
Yerçekimi ivmesi (g) ≈ 10 m/s² (Standart kabul) - Adım 2: Eğik düzlemde kutuya etki eden yerçekimi kuvvetinin eğik düzleme paralel bileşenini hesaplayalım.
F_yerçekimi_paralel = m g sin(θ)
F_yerçekimi_paralel = 2 kg 10 m/s² sin(30°)
F_yerçekimi_paralel = 20 N * 0.5
F_yerçekimi_paralel = 10 N (Bu kuvvet aşağı doğru yöneliktir.) - Adım 3: Cisme etki eden net kuvveti bulalım. Uygulanan kuvvet ile yerçekiminin paralel bileşeni zıt yönlü ise farkını, aynı yönlü ise toplamını alırız. Soruda kuvvetin "paralel olarak" ve "uygulandığı" belirtilmiş, genellikle bu, kutuyu yukarı doğru çektiği anlamına gelir. Bu durumda kuvvetler zıt yönlüdür.
F_net = F_uygulanan - F_yerçekimi_paralel
F_net = 16 N - 10 N
F_net = 6 N - Adım 4: Newton'un İkinci Hareket Yasası'nı kullanarak ivmeyi hesaplayalım.
F_net = m * a
6 N = 2 kg * a
a = 6 N / 2 kg
a = 3 m/s²
Örnek 4:
Bir lunapark treni, yatay bir pistte 500 kg'lık bir kütleye sahipken, hareketine başlamak için 1000 N'luk bir itme kuvveti uygulanıyor. Sürtünme kuvvetinin ihmal edildiği bu durumda, trenin harekete başladığı ilk andaki ivmesi ne olur? 🎢
Çözüm:
Bu yeni nesil soru, temel Newton Hareket Yasaları'nı günlük hayattan bir örnekle birleştiriyor. Trenin ilk ivmesini hesaplamak için yine Newton'un İkinci Hareket Yasası'nı kullanacağız.
- Adım 1: Soruda verilen kütle ve kuvveti belirleyelim.
Kütle (m) = 500 kg
Uygulanan İtme Kuvveti (F) = 1000 N - Adım 2: Sürtünme ihmal edildiği için, uygulanan kuvvet net kuvvettir. Newton'un İkinci Hareket Yasası formülünü uygulayalım.
F_net = m * a - Adım 3: Verilen değerleri formülde yerine yazalım.
1000 N = 500 kg * a - Adım 4: İvmeyi (a) hesaplayalım.
a = 1000 N / 500 kg
a = 2 m/s²
Örnek 5:
Bir market arabasını ittiğinizde, daha çok eşya koydukça neden daha zorlandığınızı Newton'un hareket yasaları ile açıklayınız. 🛒
Çözüm:
Bu durum, Newton'un İkinci Hareket Yasası ile doğrudan ilişkilidir. Yasa der ki: F_net = m * a.
- Açıklama:
Market arabasına uyguladığınız itme kuvveti (F), arabayı hareket ettirmeye çalışan ana kuvvettir. Arabanın içindeki eşya miktarı arttıkça, arabanın kütlesi (m) de artar.
Sürtünme kuvvetini ve hava direncini ihmal edersek, uyguladığınız kuvvet (F) yaklaşık olarak net kuvvete (F_net) eşit olur.
Formüle göre, eğer uygulanan kuvvet (F_net) sabit kalırsa ve kütle (m) artarsa, ivme (a) azalmak zorundadır. Yani, daha ağır bir market arabasını aynı kuvvetle ittiğinizde, ivmesi daha düşük olur ve hareket ettirmek daha zorlaşır. Daha hızlı ivmelenmesini sağlamak için daha büyük bir kuvvet uygulamanız gerekir.
Örnek 6:
Bir asansör, 1000 kg kütleli bir yükü yukarı doğru taşırken 2000 N'luk bir net kuvvetle ivmeleniyor. Bu asansörün ivmesi kaç m/s²'dir? (g = 10 m/s²) ⬆️
Çözüm:
Bu soruda, asansörün yukarı doğru hareket ettiği ve net kuvvetin verildiği durum söz konusudur. Yine temel prensibimiz Newton'un İkinci Hareket Yasası'dır.
- Adım 1: Verilen net kuvvet ve kütleyi belirleyelim.
Net Kuvvet (F_net) = 2000 N
Kütle (m) = 1000 kg - Adım 2: Newton'un İkinci Hareket Yasası formülünü kullanalım.
F_net = m * a - Adım 3: Değerleri formüle yerleştirelim.
2000 N = 1000 kg * a - Adım 4: İvmeyi (a) hesaplayalım.
a = 2000 N / 1000 kg
a = 2 m/s²
Örnek 7:
Durmakta olan bir kamyonete 3000 N'luk bir kuvvet uygulandığında, kamyonetin ivmesi 1.5 m/s² oluyor. Kamyonetin kütlesi kaç kg'dır? 🚚
Çözüm:
Bu soruda kütleyi bulmak için Newton'un İkinci Hareket Yasası'nı tersine kullanacağız.
- Adım 1: Verilen kuvvet ve ivmeyi not edelim.
Kuvvet (F) = 3000 N
İvme (a) = 1.5 m/s² - Adım 2: Newton'un İkinci Hareket Yasası formülü: F = m * a
- Adım 3: Formülde verilen değerleri yerine koyarak kütleyi (m) yalnız bırakalım.
3000 N = m * 1.5 m/s² - Adım 4: Kütleyi hesaplayalım.
m = 3000 N / 1.5 m/s²
m = 2000 kg
Örnek 8:
Bir futbolcu, topa vurduğunda topun hızlanmasının temel fiziksel prensibi nedir? ⚽
Çözüm:
Futbolcunun topa vurması, Newton'un Hareket Yasaları'nın bir uygulamasıdır, özellikle de İkinci Hareket Yasası (F=ma) ve Üçüncü Hareket Yasası (Etki-Tepki) ile yakından ilişkilidir.
- İkinci Hareket Yasası Açıklaması:
Futbolcu, topa bir kuvvet (F) uyguladığında, bu kuvvet topun kütlesi (m) ile doğru orantılı bir ivme (a) kazanmasını sağlar. Futbolcu ne kadar sert vurursa, topa uygulanan kuvvet o kadar büyük olur ve dolayısıyla topun ivmesi de o kadar büyük olur. Bu da topun daha hızlı hareket etmesi anlamına gelir. - Üçüncü Hareket Yasası Açıklaması:
Aynı zamanda, futbolcu topa hangi kuvvetle vuruyorsa, top da futbolcunun ayağına aynı büyüklükte ve zıt yönde bir kuvvet uygular (Etki-Tepki Prensibi). Bu tepki kuvveti, futbolcunun ayağında hafif bir sarsıntıya neden olur.
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/11-sinif-fizik-newton-hareket-yasalari/sorular