Sorunun Çözümü
Sürtünmesiz bir sistemde mekanik enerji korunur. Bu durumda, cismin başlangıçtaki mekanik enerjisi, yatay düzlemdeki mekanik enerjisine eşit olacaktır.
- Başlangıçtaki mekanik enerji (h yüksekliğinde):
\(E_{ilk} = KE_{ilk} + PE_{ilk}\)
\(E_{ilk} = \frac{1}{2}mv_0^2 + mgh\) - Yatay düzlemdeki mekanik enerji (h=0):
\(E_{son} = KE_{son} + PE_{son}\)
\(E_{son} = \frac{1}{2}mv^2 + mg(0)\)
\(E_{son} = \frac{1}{2}mv^2\) - Enerji korunumu prensibine göre \(E_{ilk} = E_{son}\):
\(\frac{1}{2}mv_0^2 + mgh = \frac{1}{2}mv^2\) - Her terimi m ile sadeleştirelim:
\(\frac{1}{2}v_0^2 + gh = \frac{1}{2}v^2\) - Verilen değerleri yerine koyalım: \(v_0 = 2 \text{ m/s}\), \(v = 8 \text{ m/s}\), \(g = 10 \text{ m/s}^2\).
\(\frac{1}{2}(2)^2 + (10)h = \frac{1}{2}(8)^2\)
\(\frac{1}{2}(4) + 10h = \frac{1}{2}(64)\)
\(2 + 10h = 32\) - h değerini bulmak için denklemi çözelim:
\(10h = 32 - 2\)
\(10h = 30\)
\(h = \frac{30}{10}\)
\(h = 3 \text{ m}\) - Doğru Seçenek B'dır.