Sorunun Çözümü
- Kütlelerin ağırlıklarını hesaplayalım:
- $m_1 = 2 kg$ için ağırlık $G_1 = m_1 g = 2 kg \times 10 m/s^2 = 20 N$
- $m_2 = 3 kg$ için ağırlık $G_2 = m_2 g = 3 kg \times 10 m/s^2 = 30 N$
- Sisteme etki eden net kuvveti belirleyelim. Sağ taraftaki toplam aşağı yönlü kuvvet $F_{sağ} = G_2 + F = 30 N + 40 N = 70 N$. Sol taraftaki aşağı yönlü kuvvet $F_{sol} = G_1 = 20 N$.
- Sağ taraf daha büyük bir kuvvetle aşağı çekildiği için, $3 kg$ kütle aşağı, $2 kg$ kütle yukarı hareket edecektir.
- Newton'un İkinci Yasasını ($F_{net} = ma$) her bir kütle için uygulayalım:
- $2 kg$ kütle için (yukarı hareket): $T - G_1 = m_1 a \Rightarrow T - 20 N = 2a$ (Denklem 1)
- $3 kg$ kütle için (aşağı hareket): $(G_2 + F) - T = m_2 a \Rightarrow (30 N + 40 N) - T = 3a \Rightarrow 70 N - T = 3a$ (Denklem 2)
- Denklem 1 ve Denklem 2'yi taraf tarafa toplayarak $T$ gerilmesini yok edelim:
- $(T - 20) + (70 - T) = 2a + 3a$
- $50 = 5a$
- $a = 10 m/s^2$
- Doğru Seçenek C'dır.