11. Sınıf Newton'un Hareket Yasaları Test 8

Soru 11 / 12
Sorunun Çözümü

Cisimlerin birlikte hareket edebilmesi için, K ve L arasındaki sürtünme kuvvetinin L kütlesini ivmelendirmeye yetecek maksimum değeri aşmaması gerekir.

  • L cismi üzerindeki kuvvet analizi: L cismine etki eden tek yatay kuvvet, K cismi tarafından uygulanan sürtünme kuvvetidir. Bu sürtünme kuvveti, L cismini ivmelendirir.
  • K ve L arasındaki normal kuvvet: K cisminin ağırlığı, L cismi üzerindeki normal kuvveti belirler.
    \(N_K = m_K g = 2 \text{ kg} \times 10 \text{ m/s}^2 = 20 \text{ N}\).
  • Maksimum statik sürtünme kuvveti: K ve L arasındaki sürtünme katsayısı \(\mu = 0.4\) olduğundan, maksimum sürtünme kuvveti:
    \(f_{s,max} = \mu N_K = 0.4 \times 20 \text{ N} = 8 \text{ N}\).
    Bu kuvvet, L cisminin birlikte hareket edebileceği maksimum ivmeyi sağlar.
  • Maksimum ortak ivme: L cismi üzerindeki maksimum sürtünme kuvveti, L cisminin maksimum ivmesini belirler:
    \(f_{s,max} = m_L a_{max}\)
    \(8 \text{ N} = 4 \text{ kg} \times a_{max}\)
    \(a_{max} = \frac{8}{4} = 2 \text{ m/s}^2\).
    Bu, sistemin birlikte hareket edebileceği maksimum ivmedir.
  • Uygulanması gereken en büyük kuvvet F: Cisimler birlikte hareket ettiğinde, toplam kütle \((m_K + m_L)\) bu ivme ile hareket eder. Uygulanan F kuvveti bu toplam kütleyi ivmelendirir:
    \(F_{max} = (m_K + m_L) a_{max}\)
    \(F_{max} = (2 \text{ kg} + 4 \text{ kg}) \times 2 \text{ m/s}^2\)
    \(F_{max} = 6 \text{ kg} \times 2 \text{ m/s}^2 = 12 \text{ N}\).
  • Doğru Seçenek C'dır.
  • Cevaplanan
  • Aktif
  • Boş