Examkin

Question

Difficulty: EasySürtünmeli Ortamlarda Enerji Kaybı ve Isı Enerjisi

Yatay ve sürtünmeli yollarda hareket eden cisimlerin, bu yollardaki yer değiştirmeleri sırasında sürtünme kuvveti nedeniyle ısıya dönüşen enerjilerinin büyüklükleri karşılaştırılmak isteniyor. Hava direncinin önemsiz olduğu bir ortamda gerçekleştirilen aşağ��daki durumları, sürtünmeden dolayı ısıya dönüşen enerji miktarlarına göre en küçükten en büyüğe doğru sıralayınız.

  1. 1Kütlesi mm, yüzeyle arasındaki sürtünme katsayısı kk olan yatay yolda dd kadar yer değiştiren cisim
  2. 2Kütlesi mm, yüzeyle arasındaki sürtünme katsayısı 2k2k olan yatay yolda dd kadar yer değiştiren cisim
  3. 3Kütlesi 2m2m, yüzeyle arasındaki sürtünme katsayısı kk olan yatay yolda 2d2d kadar yer değiştiren cisim

Answer

Sürtünmeden dolayı ısıya dönüşen enerji miktarlarına göre en küçükten en büyüğe doğru sıralama I, II ve III şeklindedir.
Isıya dönüşen enerji miktarları sürtünme kuvvetinin yaptığı işe (Ws=Fs⋅xW_s = F_s \cdot x) eşittir. Yatay düzlemde sürtünme kuvveti Fs=k⋅m⋅gF_s = k \cdot m \cdot g bağıntısıyla bulunur. Birinci durumda E1=k⋅m⋅g⋅dE_1 = k \cdot m \cdot g \cdot d, ikinci durumda E2=2k⋅m⋅g⋅dE_2 = 2k \cdot m \cdot g \cdot d, üçüncü durumda ise E3=k⋅2m⋅g⋅2d=4k⋅m⋅g⋅dE_3 = k \cdot 2m \cdot g \cdot 2d = 4k \cdot m \cdot g \cdot d olarak hesaplanır. Bu değerler karşılaştırıldığında en küçük enerji birinci durumda, en büyük enerji ise üçüncü durumda elde edilir. Dolayısıyla doğru sıralama I, II ve III şeklindedir.

Step-by-Step Solution

1
Her bir durum için sürtünme kuvvetini tanımlayınız.
Sürtünme kuvveti formülü Fs=k⋅N=k⋅m⋅gF_s = k \cdot N = k \cdot m \cdot g şeklindedir. Birinci durum için Fs1=k⋅m⋅gF_{s1} = k \cdot m \cdot g, ikinci durum için Fs2=2k⋅m⋅gF_{s2} = 2k \cdot m \cdot g ve üçüncü durum için Fs3=k⋅2m⋅g=2k⋅m⋅gF_{s3} = k \cdot 2m \cdot g = 2k \cdot m \cdot g olur.
Isıya dönüşen enerji, sürtünme kuvvetinin yaptığı işe eşit olduğu için öncelikle sürtünme kuvvetleri hesaplanmalıdır.
2
Her bir durum için sürtünme kuvvetinin yaptığı işi (ısıya dönüşen enerjiyi) hesaplayınız.
Sürtünme kuvvetinin yaptığı iş Ws=Fs⋅xW_s = F_s \cdot x formülü ile hesaplanır. Birinci durum için E1=k⋅m⋅g⋅dE_1 = k \cdot m \cdot g \cdot d, ikinci durum için E2=2k⋅m⋅g⋅dE_2 = 2k \cdot m \cdot g \cdot d ve üçüncü durum için E3=2k⋅m⋅g⋅2d=4k⋅m⋅g⋅dE_3 = 2k \cdot m \cdot g \cdot 2d = 4k \cdot m \cdot g \cdot d olur.
Sürtünmeli ortamlarda mekanik enerjideki kayıp, sürtünme kuvvetinin yaptığı işe ve dolayısıyla ısıya dönüşen enerjiye eşittir.
3
Elde edilen ısı enerjisi değerlerini büyüklüklerine göre sıralayınız.
E1<E2<E3E_1 < E_2 < E_3 ilişkisi elde edilir. Bu da durumların I, II, III şeklinde sıralanması anlamına gelir.
Katsayılar karşılaştırıldığında 1<2<41 < 2 < 4 olduğu görülür.

Key Concept

Sürtünmeli ortamlarda ısıya dönüşen enerji, sürtünme kuvvetinin yaptığı işe eşittir.
Rate this question

Topics

Sürtünmeli Ortamlarda Enerji Kaybı ve Isı Enerjisi