Sorunun Çözümü
Çözüm:
- Cisim sabit hızla hareket ettiğinden, üzerine etki eden net kuvvet sıfırdır. Bu, eğik düzleme paralel ve dik doğrultulardaki net kuvvetlerin sıfır olduğu anlamına gelir.
- Cismin ağırlığı \(mg\)'dir. Bu kuvveti eğik düzleme paralel ve dik bileşenlerine ayıralım:
- Eğik düzleme paralel aşağı yönlü kuvvet: \(F_{paralel} = mg \sin\alpha\)
- Eğik düzleme dik kuvvet: \(F_{dik} = mg \cos\alpha\)
- Eğik düzleme dik doğrultuda denge olduğundan, normal kuvvet \(N\) ile \(F_{dik}\) birbirine eşittir:
- \(N = mg \cos\alpha\)
- Cisim aşağı yönde hareket ettiğinden, sürtünme kuvveti \(f_s\) eğik düzlem boyunca yukarı yönde etki eder. Sürtünme kuvveti \(\mu N\) ile verilir, burada \(\mu\) sürtünme katsayısıdır.
- Eğik düzleme paralel doğrultuda denge olduğundan, aşağı yönlü kuvvet ile yukarı yönlü sürtünme kuvveti birbirine eşittir:
- \(F_{paralel} = f_s\)
- \(mg \sin\alpha = \mu N\)
- Normal kuvvet \(N = mg \cos\alpha\)'yı yerine koyarsak:
- \(mg \sin\alpha = \mu (mg \cos\alpha)\)
- Sürtünme katsayısı \(\mu\)'yü bulmak için denklemi düzenleyelim:
- \(\mu = \frac{mg \sin\alpha}{mg \cos\alpha}\)
- \(\mu = \frac{\sin\alpha}{\cos\alpha}\)
- \(\mu = \tan\alpha\)
- Doğru Seçenek D'dır.