Sorunun Çözümü
Şekildeki sürtünmesiz eğik düzlem sisteminde P yükünü dengeleyen F kuvvetinin büyüklüğünü bulmak için aşağıdaki adımları izleyelim:
- Eğik Düzlem Açısının Sinüsünü Bulma:
Eğik düzlemin yüksekliği 2h ve eğik düzlem üzerindeki uzunluğu (hipotenüs) 5L olarak verilmiştir. Eğik düzlemin eğim açısı \(\alpha\) olmak üzere, \(\sin(\alpha)\) değeri karşı dik kenarın hipotenüse oranıdır. Bu durumda: $$ \sin(\alpha) = \frac{\text{yükseklik}}{\text{hipotenüs}} = \frac{2h}{5L} $$ Genellikle bu tür sorularda L ve h birim olarak kabul edilir ve oran doğrudan sayısal değer olarak alınır. Dolayısıyla, \(\sin(\alpha) = \frac{2}{5}\) olarak kabul edebiliriz. - Kuvvet Dengesi Prensibini Uygulama:
Sürtünmesiz bir eğik düzlemde, P yükünü dengeleyen F kuvveti, P yükünün eğik düzleme paralel bileşenine eşit olmalıdır. P yükünün eğik düzleme paralel bileşeni \(P \sin(\alpha)\) kadardır. Makaralı sistemde ipteki gerilme F kuvvetine eşittir. Sistem dengede olduğundan: $$ F = P \sin(\alpha) $$ - Değerleri Yerine Koyma ve Hesaplama:
Verilen P yükü 20 N ve bulduğumuz \(\sin(\alpha) = \frac{2}{5}\) değerlerini formülde yerine koyalım: $$ F = 20 \text{ N} \times \frac{2}{5} $$ $$ F = \frac{40}{5} \text{ N} $$ $$ F = 8 \text{ N} $$
Cevap C seçeneğidir.