Aşağıda sol sütunda düzgün çembersel hareket yapan cisimlerin içinde bulunduğu bazı fiziks… — YKS AYT (Alan Yeterlilik Testi)

Aşağıda sol sütunda düzgün çembersel hareket yapan cisimlerin içinde bulunduğu bazı fiziksel durumlar, sağ sütunda ise bu durumlarda cisimlerin dairesel yörüngede kalmasını sağlayan net kuvvetin (merkezcil kuvvetin) kaynağı veya matematiksel ifadesi verilmiştir. Sol sütundaki durumları sağ sütundaki en uygun aç��klamalarla eşleştiriniz.

Yatay ve sürtünmeli bir virajı savrulmadan güvenle dönen bir otomobilTekerlekler ile yol arasındaki statik sürtünme kuvveti
Sürtünmesiz ve eğimli bir virajda, belirlenen tasarım hızında kaymadan dönen bir araçYüzeyin normal tepki kuvveti ile cismin ağırlığının vektörel toplamı
Düşey düzlemde çembersel hareket yapan bir cismin yörüngesinin en alt noktasından geçişiYolun uyguladığı normal tepki kuvveti ile cismin ağırlığının farkı
Tavana bağlı bir ipin ucunda, yatay düzlemde çembersel hareket (konik sarkaç) yapan bir cisimİpteki gerilme kuvvetinin yatay bileşeni

Answer

Yatay ve sürtünmeli viraj statik sürtünme kuvvetiyle; sürtünmesiz eğimli viraj yüzey tepki ve ağırlık vektörel toplamıyla; düşey çemberin en alt noktası tepki kuvveti ile ağırlık farkıyla; konik sarkaç ise ip gerilmesinin yatay bileşeniyle eşleşir.

Eşleştirmelerin tamamı fiziksel sistemlerdeki net kuvvet analizlerine dayanmaktadır. Yatay sürtünmeli virajda merkezcil kuvvet statik sürtünmedir. Sürtünmesiz eğimli virajda normal kuvvet ile ağırlık vektörlerinin toplamı merkezcil kuvveti verir. Düşey çemberin en alt noktasında net kuvvet normal kuvvet ile ağırlık farkıdır. Konik sarkaçta ise ip gerilmesinin yatay bileşeni merkezcil kuvveti sağlar.

Step-by-Step Solution

Yatay sürtünmeli viraj durumunu analiz etme

Yatay virajda hareket eden araca etki eden net yatay kuvvet statik sürtünmedir:

F_{net} = f_s = F_c

. Bu durum statik sürtünme kuvveti ile eşleşir.

Düşey yöndeki kuvvetler (yerçekimi ve normal kuvvet) birbirini sıfırladığından, merkeze doğru olan tek kuvvet sürtünmedir.

Sürtünmesiz eğimli viraj durumunu analiz etme

Eğimli yolda cisme etki eden yerçekimi ve yüzey normal kuvvetinin bileşkesi yatay doğrultuda merkezcil kuvveti oluşturur:

F_{net} = \vec{G} + \vec{N}

. Bu durum yüzey tepki kuvveti ile ağırlığın vektörel toplamı ile eşleşir.

Sürtünme olmadığı için dairesel hareketi sağlayan net kuvvet yalnızca bu iki temel kuvvetin vektörel toplamından elde edilir.

Düşey çembersel yörüngenin en alt noktasını analiz etme

Yörüngenin en alt noktasında merkeze doğru olan net kuvvet

F_{net} = N - G = F_c

şeklindedir. Bu durum normal tepki kuvveti ile ağırlık farkı ile eşleşir.

Cismin çembersel yörüngede kalabilmesi için merkeze (yukarıya) doğru net bir ivmesi olmalıdır, bu da normal kuvvetin ağırlıktan büyük olmasını gerektirir.

Konik sarkaç durumunu analiz etme

Yatay çembersel hareket yapan konik sarkaçta, merkeze doğru olan net kuvvet ip gerilmesinin yatay bileşenidir:

F_c = T \sin \theta

. Bu durum ip gerilmesinin yatay bileşeni ile eşleşir.

İpteki gerilme kuvvetinin düşey bileşeni cismin ağırlığını dengelerken, yatay bileşeni yörünge merkezini gösterir.

Key Concept

Farklı fiziksel sistemlerde merkezcil kuvvetin kaynağını belirleme

Estimated Time:2m 0s

Question

Answer

Step-by-Step Solution

Key Concept

Common Mistakes

Topics

More questions from this topic