Sürtünme kuvveti, yüzeyin sürtünme katsayısı (\(\mu\)) ile cisme etki eden normal kuvvetin (N) çarpımına eşittir. Düz bir zeminde, normal kuvvet cismin ağırlığına (kütle \(\times\) yerçekimi ivmesi, \(m \cdot g\)) eşittir. Yani sürtünme kuvveti formülü: \(F_s = \mu \cdot m \cdot g\).
- Verilen Bilgiler:
- X cismi: Kütle \(m_X = 10 \, \text{g}\), Halı üzerinde.
- Y cismi: Kütle \(m_Y = 20 \, \text{g}\), Halı üzerinde.
- Z cismi: Kütle \(m_Z = 10 \, \text{g}\), Mermer üzerinde.
- Halıdaki sürtünme mermerden fazladır: \(\mu_{\text{Halı}} > \mu_{\text{Mermer}}\).
- Sürtünme Kuvvetlerini Hesaplama:
- X cismi için \(F_X\): Halı üzerinde ve kütlesi \(10 \, \text{g}\).
\(F_X = \mu_{\text{Halı}} \cdot 10 \cdot g\)
- Y cismi için \(F_Y\): Halı üzerinde ve kütlesi \(20 \, \text{g}\).
\(F_Y = \mu_{\text{Halı}} \cdot 20 \cdot g\)
- Z cismi için \(F_Z\): Mermer üzerinde ve kütlesi \(10 \, \text{g}\).
\(F_Z = \mu_{\text{Mermer}} \cdot 10 \cdot g\)
- X cismi için \(F_X\): Halı üzerinde ve kütlesi \(10 \, \text{g}\).
- Kuvvetleri Karşılaştırma:
- \(F_X\) ve \(F_Y\) karşılaştırması: Her ikisi de halı üzerinde (\(\mu_{\text{Halı}}\) aynı). Y cisminin kütlesi X cisminin kütlesinden fazla (\(20 \, \text{g} > 10 \, \text{g}\)). Bu durumda, kütlesi fazla olan Y cismine etki eden sürtünme kuvveti daha büyük olacaktır.
\(F_Y > F_X\)
- \(F_X\) ve \(F_Z\) karşılaştırması: Her ikisinin de kütlesi aynı (\(10 \, \text{g}\)). X cismi halı üzerinde, Z cismi mermer üzerinde. Halıdaki sürtünme katsayısı mermerden büyük olduğu için (\(\mu_{\text{Halı}} > \mu_{\text{Mermer}}\)), X cismine etki eden sürtünme kuvveti Z cismine etki edenden daha büyük olacaktır.
\(F_X > F_Z\)
- \(F_X\) ve \(F_Y\) karşılaştırması: Her ikisi de halı üzerinde (\(\mu_{\text{Halı}}\) aynı). Y cisminin kütlesi X cisminin kütlesinden fazla (\(20 \, \text{g} > 10 \, \text{g}\)). Bu durumda, kütlesi fazla olan Y cismine etki eden sürtünme kuvveti daha büyük olacaktır.
- Sonuç:
Yukarıdaki karşılaştırmaları birleştirirsek: \(F_Y > F_X\) ve \(F_X > F_Z\). Bu durumda sıralama:
\(F_Y > F_X > F_Z\)
Cevap C seçeneğidir.