Sorunun Çözümü
Verilen problemi adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
-
1.
m_1 kütlesi üzerindeki kuvvetleri analiz edelim:
m_1 kütlesinin hareket etmesini sağlayan tek yatay kuvvet,m_1 ilem_2 arasındaki sürtünme kuvvetidir. Cisimler birlikte hareket ettiğine göre,m_1 kütlesi bu sürtünme kuvvetiyle ivmelenir.
m_1 üzerindeki normal kuvvet:N_1 = m_1 \cdot g = 6 \text{ kg} \cdot 10 \text{ m/s}^2 = 60 \text{ N}
Maksimum statik sürtünme kuvveti (kayma başlamadan önceki en büyük sürtünme):f_{s,max} = k \cdot N_1 = 0.6 \cdot 60 \text{ N} = 36 \text{ N} -
2. Cisimlerin birlikte hareket edebileceği maksimum ivmeyi (
a_{max} ) bulalım:
Bu maksimum sürtünme kuvveti,m_1 kütlesine verilebilecek en büyük ivmeyi sağlar. Eğer ivme bu değeri aşarsa,m_1 kaymaya başlar.
Newton'un İkinci Yasası'na göre:f_{s,max} = m_1 \cdot a_{max}
36 \text{ N} = 6 \text{ kg} \cdot a_{max}
a_{max} = \frac{36 \text{ N}}{6 \text{ kg}} = 6 \text{ m/s}^2 -
3. Sisteme uygulanan maksimum F kuvvetini bulalım:
Cisimler birlikte hareket ettiğinde, toplam kütleM_{toplam} = m_1 + m_2 olarak düşünülebilir. Bu durumda,F kuvveti bu toplam kütleyia_{max} ivmesiyle hareket ettirir.
M_{toplam} = 6 \text{ kg} + 10 \text{ kg} = 16 \text{ kg}
F_{max} = M_{toplam} \cdot a_{max}
F_{max} = 16 \text{ kg} \cdot 6 \text{ m/s}^2 = 96 \text{ N} - Doğru Seçenek C'dır.