Sorunun Çözümü
Sistemin hareket denklemlerini yazarak sürtünme katsayısını bulalım.
-
2m kütleli cisim için hareket denklemi:
Cisim aşağı doğru hareket ettiğinden ve ip gerilmesi T = mg olarak verildiğinden, Newton'ın İkinci Yasası'nı uygulayalım:
\( (2m)g - T = (2m)a \)
\( (2m)g - mg = (2m)a \)
\( mg = (2m)a \)
Buradan ivme \( a = \frac{g}{2} \) bulunur. -
m kütleli cisim için hareket denklemi:
Yatay düzlemde hareket eden m kütleli cisme etki eden kuvvetler: ip gerilmesi T (sağa doğru), sürtünme kuvveti \( F_s \) (sola doğru). Düşeyde ise normal kuvvet N ve ağırlık mg vardır. Düşeyde hareket olmadığından \( N = mg \).
Sürtünme kuvveti \( F_s = k \cdot N = k \cdot mg \) olur.
Newton'ın İkinci Yasası'nı yatayda uygulayalım:
\( T - F_s = ma \)
\( mg - k \cdot mg = m \left( \frac{g}{2} \right) \) -
Sürtünme katsayısı k'yi bulma:
Denklemdeki her terimi \( mg \) ile bölelim:
\( 1 - k = \frac{1}{2} \)
\( k = 1 - \frac{1}{2} \)
\( k = \frac{1}{2} \) - Doğru Seçenek A'dır.