Sorunun Çözümü
Bir cismin hareket enerjisi (kinetik enerji) aşağıdaki formülle hesaplanır:
$$E_k = \frac{1}{2}mv^2$$
Burada:
- $E_k$: Hareket enerjisi
- $m$: Kütle
- $v$: Sürat (hızın büyüklüğü)
Bu formüle göre, hareket enerjisinin artması için kütlenin ($m$) veya süratin ($v$) artması gerekmektedir. Sürat, kareli bir terim olduğu için enerji üzerindeki etkisi kütleden daha fazladır, ancak her ikisinin de artması enerjiyi artırır.
Şimdi seçenekleri inceleyelim:
- A) Sürati aynı kalacak şekilde kütlesini azaltmak: Sürat ($v$) sabit kalırken kütle ($m$) azalırsa, hareket enerjisi ($E_k$) azalır.
- B) Kütlesi değişmeden süratini azaltmak: Kütle ($m$) sabit kalırken sürat ($v$) azalırsa, hareket enerjisi ($E_k$) azalır.
- C) Sürati aynı kalacak şekilde kütlesini artırmak: Sürat ($v$) sabit kalırken kütle ($m$) artırılırsa, hareket enerjisi ($E_k$) kesinlikle artar.
- D) Yokuş bir yolda yukarı doğru gitmesini sağlamak: Yokuş yukarı çıkarken aracın potansiyel enerjisi artar. Ancak hareket enerjisi (sürati) hakkında kesin bir bilgi yoktur. Araç yavaşlayabilir, hızlanabilir veya sabit hızla gidebilir. Dolayısıyla hareket enerjisinin kesinlikle artacağını söyleyemeyiz.
Bu analizlere göre, kamyonun hareket enerjisini kesinlikle artıracak değişiklik, sürati sabit tutarak kütlesini artırmaktır.
Cevap C seçeneğidir.