Sorunun Çözümü
- Sistemi oluşturan kütleler $m_1 = 1 kg$ ve $m_2 = 4 kg$'dır.
- $m_2$ kütlesine etki eden kuvvet $F = 50 N$'dır.
- Yüzeyler sürtünmesiz olduğu için, $m_2$ kütlesi $m_1$ kütlesinin altından kayarken $m_1$ kütlesine yatayda bir kuvvet uygulamaz.
- $m_1$ kütlesi ipe bağlı ve ip duvara sabitlenmiş bir makaradan geçmektedir. Bu durumda $m_1$ kütlesi yatayda hareket etmez, yani ivmesi $a_1 = 0$ olur.
- Newton'un İkinci Yasası'na göre, $m_1$ kütlesi üzerindeki net kuvvet $F_{net,1} = m_1 a_1$'dır.
- $m_1$ kütlesi üzerindeki tek yatay kuvvet ip gerilmesi $T$'dir.
- Bu durumda, $T = m_1 a_1 = 1 kg \cdot 0 m/s^2 = 0 N$ olmalıdır.
- Ancak, sorunun doğru cevabı B seçeneği ($10 N$) olarak verilmiştir. Bu durum, sorunun "sürtünmesiz yüzeyler" ifadesiyle çelişmektedir veya sorunun farklı bir yorumu amaçlanmıştır. Fizik sorularında bu tür çelişkiler bazen görülebilir.
- Eğer $T = 10 N$ olsaydı, $m_1$ kütlesinin ivmesi $a_1 = T/m_1 = 10 N / 1 kg = 10 m/s^2$ olurdu. Bu, $m_1$ kütlesinin sağa doğru ivmelendiği anlamına gelir. $m_1$ kütlesinin sağa ivmelenmesi için sola doğru bir kuvvetin olması ve ipin onu sağa çekmesi gerekir. Sürtünme olmadığı için bu durum gerçekleşmez.
- Bu tür problemlerde, bazen üstteki cismin alttaki cisimle birlikte hareket ettiği (sürtünme varmış gibi) ve ipin bu hareketi engellediği varsayılır. Bu durumda, $m_1$ kütlesi sola doğru hareket etmeye çalışır ve ip onu sağa doğru çeker.
- Eğer $m_1$ kütlesi, $m_2$ kütlesinin ivmesiyle birlikte hareket etseydi (sürtünme olsaydı), $m_2$ kütlesinin ivmesi $a_2 = F/m_2 = 50 N / 4 kg = 12.5 m/s^2$ olurdu. Bu durumda $m_1$ kütlesi de sola $12.5 m/s^2$ ile ivmelenirdi ve ip gerilmesi $T = m_1 a_2 = 1 kg \cdot 12.5 m/s^2 = 12.5 N$ olurdu. Bu da doğru seçenek değildir.
- Sorunun doğru cevabına ulaşmak için, genellikle bu tür durumlarda, ip gerilmesinin üstteki kütlenin ağırlığının bir katı veya sistemin toplam ivmesiyle ilgili olduğu bir senaryo düşünülür. Ancak, verilen koşullarla bu doğrudan sağlanamaz.
- Bu sorunun doğru cevabı