Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
- 1. Sistemin İvmesini (a) Bulma:
- Sistemin toplam kütlesi: \(M_{toplam} = m_K + m_L = 6 \text{ kg} + 4 \text{ kg} = 10 \text{ kg}\)
- Sisteme etki eden net kuvvet: Yukarı doğru \(F\) kuvveti ve aşağı doğru toplam ağırlık \(M_{toplam} \cdot g\).
- Newton'un İkinci Yasası'na göre (\(\Sigma F = M_{toplam} \cdot a\)):
- \(F - M_{toplam} \cdot g = M_{toplam} \cdot a\)
- \(400 \text{ N} - (10 \text{ kg} \cdot 10 \text{ m/s}^2) = 10 \text{ kg} \cdot a\)
- \(400 \text{ N} - 100 \text{ N} = 10 \cdot a\)
- \(300 \text{ N} = 10 \cdot a\)
- \(a = \frac{300}{10} = 30 \text{ m/s}^2\)
- 2. İpteki Gerilmeyi (T) Bulma:
- Sadece L kütlesini ele alalım. L kütlesine yukarı doğru T ip gerilmesi ve aşağı doğru kendi ağırlığı \(m_L \cdot g\) etki etmektedir. L kütlesi de sistemle birlikte yukarı doğru 'a' ivmesiyle hareket etmektedir.
- Newton'un İkinci Yasası'na göre (\(\Sigma F_L = m_L \cdot a\)):
- \(T - m_L \cdot g = m_L \cdot a\)
- \(T - (4 \text{ kg} \cdot 10 \text{ m/s}^2) = 4 \text{ kg} \cdot 30 \text{ m/s}^2\)
- \(T - 40 \text{ N} = 120 \text{ N}\)
- \(T = 120 \text{ N} + 40 \text{ N}\)
- \(T = 160 \text{ N}\)
Buna göre, sistemin ivmesi \(a = 30 \text{ m/s}^2\) ve T ip gerilmesi \(T = 160 \text{ N}\) olarak bulunur.
Cevap D seçeneğidir.