11. Sınıf Newton'un Hareket Yasaları Test 6

Soru 5 / 12
Sorunun Çözümü

Verilen sistemde sürtünme ihmal edilmiştir. Cisimler serbest bırakıldığında hareket denklemlerini yazarak T ip gerilmesini bulalım.

  • Kuvvetlerin Belirlenmesi ve Hareket Yönü:
    Eğik düzlemdeki toplam kütle: \(2m + 2m = 4m\).
    Eğik düzlemdeki kütlelerin aşağı yönde çeken kuvveti: \(F_{eğik} = (4m)g \sin(30^\circ) = 4mg \times \frac{1}{2} = 2mg\).
    Sarkan kütlenin (m) aşağı yönde çeken kuvveti: \(F_{sarkan} = mg\).
    \(F_{eğik} > F_{sarkan}\) olduğundan, sistem eğik düzlemdeki kütlelerin aşağı yönde, sarkan kütlenin ise yukarı yönde 'a' ivmesiyle hareket edecektir.
  • Sistemin İvmesinin Hesaplanması (a):
    Sistemin net kuvveti: \(F_{net} = F_{eğik} - F_{sarkan} = 2mg - mg = mg\).
    Sistemin toplam kütlesi: \(M_{toplam} = 4m + m = 5m\).
    Newton'ın İkinci Yasası: \(F_{net} = M_{toplam} \times a\)
    \(mg = 5m \times a\)
    \(a = \frac{mg}{5m} = \frac{g}{5}\).
  • T İp Gerilmesinin Hesaplanması:
    T ip gerilmesi, eğik düzlemdeki alt 2m kütlesi ile üst 2m kütlesi arasındaki ip gerilmesidir. Alt 2m kütlesi için hareket denklemini yazalım:
    Alt 2m kütlesine etki eden kuvvetler:
    Aşağı yönde (eğik düzlem boyunca): \((2m)g \sin(30^\circ) = 2mg \times \frac{1}{2} = mg\).
    Yukarı yönde (eğik düzlem boyunca): T ip gerilmesi.
    Kütle aşağı yönde 'a' ivmesiyle hareket ettiğinden:
    \(mg - T = (2m)a\)
    Bulduğumuz \(a = \frac{g}{5}\) değerini yerine koyalım:
    \(mg - T = 2m \left(\frac{g}{5}\right)\)
    \(mg - T = \frac{2mg}{5}\)
    \(T = mg - \frac{2mg}{5}\)
    \(T = \frac{5mg - 2mg}{5}\)
    \(T = \frac{3mg}{5}\).
  • Doğru Seçenek A'dır.
  • Cevaplanan
  • Aktif
  • Boş