Sorunun Çözümü
Cisimlerin birlikte hareket edebilmesi için K cisminin L üzerinde kaymaması gerekir. Bu durum, K cismine etki eden sürtünme kuvveti ile sınırlıdır.
- Öncelikle K cismi üzerindeki maksimum sürtünme kuvvetini bulalım. K cismine etki eden normal kuvvet \(N_K = m_K \cdot g\). Yerçekimi ivmesini \(g = 10 \text{ m/s}^2\) alalım.
- \(N_K = 4 \text{ kg} \cdot 10 \text{ m/s}^2 = 40 \text{ N}\).
- K ve L arasındaki maksimum sürtünme kuvveti \(f_{s,max} = \mu \cdot N_K = 0.5 \cdot 40 \text{ N} = 20 \text{ N}\).
- Bu sürtünme kuvveti, K cismini ivmelendiren tek yatay kuvvettir. Dolayısıyla K cisminin L ile birlikte hareket edebileceği maksimum ivme \(a_{max} = \frac{f_{s,max}}{m_K}\).
- \(a_{max} = \frac{20 \text{ N}}{4 \text{ kg}} = 5 \text{ m/s}^2\).
- Cisimler birlikte hareket ettiğinde, sistemin tamamı (K+L) bu ivme ile hareket eder. Toplam kütle \(M_{toplam} = m_K + m_L = 4 \text{ kg} + 6 \text{ kg} = 10 \text{ kg}\).
- Sistemi birlikte hareket ettirebilecek en büyük F kuvveti \(F_{max} = M_{toplam} \cdot a_{max}\).
- \(F_{max} = 10 \text{ kg} \cdot 5 \text{ m/s}^2 = 50 \text{ N}\).
- Doğru Seçenek D'dır.