Sorunun Çözümü
Verilen bilgilere göre, F kuvvetini bulmak için Newton'un İkinci Yasası'nı kullanacağız.
-
Öncelikle sistemin toplam kütlesini bulalım:
Toplam kütle \(M = m_1 + m_2 = 4 \text{ kg} + 6 \text{ kg} = 10 \text{ kg}\) -
Sisteme etki eden net kuvveti belirleyelim. Yukarı yönlü F kuvveti ve aşağı yönlü toplam ağırlık (yerçekimi kuvveti) vardır. Sistem yukarı yönde hızlandığı için F kuvveti ağırlıktan büyüktür.
Newton'un İkinci Yasası: \(F_{net} = M \cdot a\) -
Net kuvveti, uygulanan kuvvet (F) ve toplam ağırlık (\(M \cdot g\)) cinsinden yazalım:
\(F_{net} = F - M \cdot g\) -
Bu iki ifadeyi birleştirelim ve F kuvvetini çekelim:
\(M \cdot a = F - M \cdot g\)
\(F = M \cdot a + M \cdot g\)
\(F = M \cdot (a + g)\) -
Verilen değerleri yerine koyalım:
\(M = 10 \text{ kg}\)
\(a = 2 \text{ m/s}^2\)
\(g = 10 \text{ m/s}^2\)
\(F = 10 \text{ kg} \cdot (2 \text{ m/s}^2 + 10 \text{ m/s}^2)\)
\(F = 10 \text{ kg} \cdot (12 \text{ m/s}^2)\)
\(F = 120 \text{ N}\) - Doğru Seçenek D'dır.