برای حل این سوال، از قانون دوم نیوتن استفاده میکنیم که بیان میکند:
\[ F = m \cdot a \]
که در آن:
- \( F \) نیروی وارد بر جسم است.
- \( m \) جرم جسم است.
- \( a \) شتاب جسم است.
ابتدا با نیروی ۱۰ نیوتنی، شتاب \( a_1 \) را داریم:
\[
F_1 = 10 \, \text{N} \implies a_1 = \frac{F_1}{m} = \frac{10}{m}
\]
حال با نیروی ۲۰ نیوتنی، شتاب \( a_2 \) ایجاد میشود:
\[
F_2 = 20 \, \text{N} \implies a_2 = \frac{F_2}{m} = \frac{20}{m}
\]
طبق گفته مسئله، شتاب جدید \( a_2 \) از شتاب قبلی \( a_1 \) به میزان ۲ متر بر مجذور ثانیه بیشتر است:
\[
a_2 = a_1 + 2
\]
با توجه به فرمولهای بدست آمده، این معادله را مینویسیم:
\[
\frac{20}{m} = \frac{10}{m} + 2
\]
اکنون میتوانیم این معادله را حل کنیم. ابتدا همه چیز را در یک طرف قرار میدهیم:
\[
\frac{20}{m} - \frac{10}{m} = 2
\]
که معادله را سادهسازی میکنیم:
\[
\frac{10}{m} = 2
\]
حال با ضرب هر دو طرف در \( m \):
\[
10 = 2m \implies m = \frac{10}{2} = 5 \, \text{kg}
\]
به این ترتیب، جرم جسم برابر با ۵ کیلوگرم است.
جواب نهایی:
جرم جسم ۵ کیلوگرم است.