Sorunun Çözümü
Eğik düzlemlerde sürtünme ihmal edildiğinde ve cisim sabit süratle çekildiğinde, uygulanan kuvvetin yaptığı iş, cismin kazandığı potansiyel enerjiye eşittir. Yani:
- Yapılan İş = Kazanılan Potansiyel Enerji
- \(F \cdot L = m \cdot g \cdot h\)
- Burada \(F\) uygulanan kuvvet, \(L\) eğik düzlemin uzunluğu, \(m\) cismin kütlesi, \(g\) yerçekimi ivmesi ve \(h\) eğik düzlemin yüksekliğidir.
- Bu formülden kuvveti çekersek: \(F = \frac{m \cdot g \cdot h}{L}\)
Şimdi her bir durum için kuvvetleri hesaplayalım:
- F1 için:
- Yükseklik \(h_1 = 1\) m
- Eğik düzlem uzunluğu \(L_1 = 3\) m
- \(F_1 = \frac{m \cdot g \cdot 1}{3} = \frac{mg}{3}\)
- F2 için:
- Yükseklik \(h_2 = 2\) m
- Eğik düzlem uzunluğu \(L_2 = 4\) m
- \(F_2 = \frac{m \cdot g \cdot 2}{4} = \frac{2mg}{4} = \frac{mg}{2}\)
- F3 için:
- Yükseklik \(h_3 = 1\) m
- Eğik düzlem uzunluğu \(L_3 = 4\) m
- \(F_3 = \frac{m \cdot g \cdot 1}{4} = \frac{mg}{4}\)
Bulduğumuz kuvvet değerlerini karşılaştıralım:
- \(F_1 = \frac{mg}{3} \approx 0.333 mg\)
- \(F_2 = \frac{mg}{2} = 0.5 mg\)
- \(F_3 = \frac{mg}{4} = 0.25 mg\)
Bu değerlere göre sıralama yaparsak:
- \(0.5 mg > 0.333 mg > 0.25 mg\)
- Yani, \(F_2 > F_1 > F_3\)
Cevap B seçeneğidir.