Görüntüde bir fizik sorusu yer almakta. Soruda, yatay düzlemde sabit hızla hareket eden 3 kg kütleli bir cismin üzerine 6 saniye boyunca kuvvet uygulandığı ve hareketin konum-zaman grafiği verilmiş. Soru, cisme etki eden sürtünme kuvvetinin 5 N olduğu belirtilerek, 4 saniye içerisinde sürtünme kuvvetinin yaptığı işin kaç joule olduğunu sormakta.
Sorunun Çözümü
Sürtünme kuvvetinin yaptığı işi (W), kuvvet (F) ile yer değiştirme (d) çarpımı olarak bulabiliriz:
W = F \times d
1. Kuvvet (F):
Kuvvet, sürtünme kuvveti olduğuna göre:
F = 5 \, \text{N}
2. Yer Değiştirme (d):
Konum-zaman grafiğinden, 4 saniyede kat edilen mesafeyi belirlemek gerekir. Grafikte 0’dan 6 saniyeye kadar olan toplam yer değiştirme 30 metre olarak verilmişse, eğik çizgi üzerinde bir üçgen oluşur ve bu durumda eğimi kullanarak 4 saniyedeki mesafeyi bulabiliriz.
Grafikte tam doğru bir değer hesaplamak için ölçekli bir okuma yapmak en doğru yöntem olacaktır. Örneğin, 4. saniyede yaklaşık 20 metre kat edildiği görülebilir (Bu değer tahminîdir, tam değer için grafiğin doğru şekilde paylaşılması gerekir).
3. İşin Hesaplanması:
Elde edilen verilerle iş formülünü uygulayalım:
W = 5 \, \text{N} \times 20 \, \text{m} = 100 \, \text{J}
Bu durumda, 4 saniye içinde sürtünme kuvvetinin yaptığı iş 100 joule olacaktır. Bu sorunun cevabı seçeneklerde C şıkkı olarak verilmiştir.
Bu şekilde fizik problemleri enerji, kuvvet ve yer değiştirme ilişkisi kurularak çözülebilir.