Hareket ve Kuvvet

54 questions

Question 21Question

Yatay ve sürtünmeli bir zemin üzerinde duran 80 kg80\text{ kg} kütleli bir sandık, yatay doğrultuda uygulanan bir kuvvetle itilmesine rağmen harekete geçmemektedir. Sandığı iten kişinin sandığa uyguladığı yatay kuvvetin büyüklüğü 200 N200\text{ N}'dur.

Buna göre;
I. Sandığa zemin tarafından uygulanan statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğü 200 N200\text{ N}'dur.
II. Kişinin sandığa uyguladığı kuvvet ile sandığın kişiye uyguladığı kuvvet birbirini dengeleyen kuvvetlerdir.
III. Sandığa etki eden yer çekimi kuvveti ile zeminin sandığa uyguladığı normal (dik) kuvvet, Newton'ın üçüncü yasasında tanımlanan etki-tepki kuvvet çiftidir.

yargılarından hangileri doğrudur? (Yer çekimi ivmesi g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2 alınız.)

Show answer & explanation

Answer: Yalnız I

Answer

Sandığın hareketsiz kalması nedeniyle zemin tarafından uygulanan statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğü uygulanan itme kuvvetine eşit olup 200 N'dur. Etki-tepki kuvvetleri farklı cisimlere uygulandığından birbirini dengeleyemez. Yer çekimi kuvveti ile zemin normal kuvveti aynı cisme etki ettiği için etki-tepki çifti oluşturamaz. Bu yüzden doğru yargı yalnızca birinci öncüldür.
Doğru cevap, yalnız birinci öncülün doğru olduğunu belirten seçenektir. Cisim durgun halde kaldığı için yatay düzlemde etki eden statik sürtünme kuvveti uygulanan kuvvete (200 N) eşit olmalıdır. Etki-tepki kuvvetleri farklı cisimlere etki ettiğinden birbirini dengeleyemez. Ağırlık ve normal kuvvet ise aynı cisme (sandığa) etki ettiği için etki-tepki çifti oluşturamaz.

Step-by-Step Solution

1
Sandığın hareket durumunun ve net kuvvet ilişkisinin analiz edilmesi.
Sandık uygulanan kuvvete rağmen harekete geçmediği için dengededir ve sandığa etki eden net yatay kuvvet sıfırdır (Fnet,x=0F_{\text{net,x}} = 0).
Newton'ın birinci yasasına (Eylemsizlik) göre, durmakta olan bir cismin durmaya devam etmesi için üzerine etki eden net kuvvet sıfır olmalıdır.
2
Sandığa etki eden statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğünün belirlenmesi.
Yatay eksendeki kuvvet dengesinden (Fitmefs=0F_{\text{itme}} - f_s = 0), statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğü kişinin uyguladığı kuvvetin büyüklüğü ile eşit bulunur: fs=Fitme=200 Nf_s = F_{\text{itme}} = 200\text{ N}. Bu nedenle birinci öncül doğrudur.
Cisim harekete geçmediği sürece statik sürtünme kuvveti uygulanan kuvvete eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür.
3
Kişi ile sandık arasındaki etkileşim kuvvetlerinin incelenmesi.
Kişinin sandığa uyguladığı etki kuvveti ile sandığın kişiye uyguladığı tepki kuvveti, farklı cisimler (biri sandık, diğeri kişi) üzerinde etki eder. Farklı cisimlere etki eden bu kuvvetler birbirini dengeleyemez, bu yüzden ikinci öncül yanlıştır.
Dengeleyici kuvvetler aynı cisim üzerine etki etmelidir; etki-tepki kuvvet çiftleri ise her zaman farklı cisimler üzerinde oluşur.
4
Sandığa etki eden düşey doğrultudaki kuvvetlerin etki-tepki çifti olma durumunun incelenmesi.
Sandığın ağırlığı (yer kürenin sandığa uyguladığı kütle çekim kuvveti) ile zeminin sandığa uyguladığı normal kuvvet, her ikisi de sandık üzerine etki eder. Aynı cisme etki eden bu kuvvetler etki-tepki çifti olamaz, bu yüzden üçüncü öncül yanlıştır.
Newton'ın üçüncü yasasına göre etki-tepki kuvvet çiftleri farklı cisimler arasında olmalıdır. Ağırlığın etki-tepki çifti sandığın yer küreye uyguladığı çekim kuvvetidir; normal kuvvetin etki-tepki çifti ise sandığın zemine uyguladığı dik kuvvettir.

Key Concept

Newton'ın Hareket Yasaları, Statik Sürtünme Kuvveti Dengesi ve Etki-Tepki Kuvvet Çiftleri
Question 22Question

G��nlük hayatta karşılaşılan bazı hareket durumları ile bu durumların kuvvet-denge sınıflandırmaları aşağıda verilmiştir. Buna göre, sol sütunda yer alan hareket durumlarını sağ sütunda yer alan uygun kuvvet-denge sınıflandırmalarıyla eşleştiriniz.

Click a left item, then click its matching right item

Items

Dikey doğrultuda sabit süratle yükselen bir teleferik kabini
Yatay düzlemdeki dairesel pistte sabit süratle virajı dönen bir yarış arabası
Eğik düzlem üzerinde kaymadan hareketsiz duran bir koli
Yatay yolda frene basılarak düz çizgi boyunca yavaşlayan bir otobüs

Matches

Show answer & explanation

Answer

Dikey doğrultuda sabit süratle yükselen teleferik kabini kinetik dengededir. Eğik düzlemde duran koli statik dengededir. Dairesel pistte sabit süratle dönen araba yön değişimi sebebiyle ivmeli hareket yapmaktadır ve dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir. Yavaşlayan otobüs ise hız büyüklüğü azaldığı için ivmeli hareket yapmaktadır ve dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir.
Dikey doğrultuda sabit süratle yükselen teleferik kabininin hızı hem yön hem büyüklük olarak sabittir, bu nedenle kinetik dengede olup dengelenmiş kuvvetler etkisindedir. Eğik düzlemde kaymadan duran koli hareketsiz olduğu için statik dengededir ve dengelenmiş kuvvetler etkisindedir. Dairesel pistte dönen yarış arabasının hız büyüklüğü sabit olsa da yönü değiştiğinden ivmelidir ve dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir. Frene basarak yavaşlayan otobüsün hız büyüklüğü azaldığından dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir.

Step-by-Step Solution

1
Dengelenmiş kuvvetlerin tanımını ve koşullarını inceleyin.
Bir cisme etki eden net kuvvet sıfır (Fnet=0F_{\text{net}} = 0) ise cisim dengelenmiş kuvvetler etkisindedir. Bu durumda cisim ya durur (statik denge) ya da sabit hızla doğrusal hareket eder (kinetik denge).
Dengelenmiş kuvvetlerin hareket üzerindeki etkisini belirlemek için.
2
Dengelenmemiş kuvvetlerin tanımını ve koşullarını inceleyin.
Bir cisme etki eden net kuvvet sıfırdan farklı (Fnet0F_{\text{net}} \neq 0) ise cisim dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir. Bu durumda cisim ivmeli hareket yapar; yani hızının büyüklüğü değişir (hızlanır/yavaşlar) veya hareket yönü değişir.
Dengelenmemiş kuvvetlerin hareket üzerindeki etkisini belirlemek için.
3
Verilen durumları tek tek analiz edin ve uygun olanlarla eşleştirin.
Teleferik kabini sabit hızla doğrusal hareket eder (dengelenmiş - kinetik denge). Yarış arabası yön değiştirdiği için ivmelidir (dengelenmemiş - yön değişimi). Koli hareketsizdir (dengelenmiş - statik denge). Otobüs yavaşlamaktadır (dengelenmemiş - büyüklük değişimi). Eşleştirmeler bu şekilde tamamlanır.
Her bir fiziksel durumun kuvvet ve denge durumunu tespit ederek doğru eşleştirmeleri kurmak için.

Key Concept

Bir cisme etki eden net kuvvet sıfır ise cisim dengelenmiş kuvvetler etkisindedir (durur veya sabit hızla hareket eder). Net kuvvet sıfırdan farklı ise cisim dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir ve ivmeli hareket yapar.
Estimated Time:2m 0s
Question 23Question

Yatay ve sürtünmeli bir yüzeyde hareketsiz durmakta olan bir kutuya uygulanan yatay kuvvetin büyüklüğü artırılmasına rağmen kutu harekete geçmiyorsa, kutuya etki eden sürtünme kuvvetinin büyüklüğü değişmez.

Show answer & explanation

Answer: False

Answer

Yatay ve sürtünmeli bir zeminde duran cisme uygulanan yatay kuvvet artırılmasına rağmen cisim harekete geçmiyorsa, cisme etki eden statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğü de uygulanan yatay kuvvetle birlikte artar. Bu nedenle ifade yanlıştır.
Cisim hareketsiz kaldığı sürece statik sürtünme kuvveti uygulanan kuvvete eşit olmak zorundadır. Kuvvet artırıldığında cisim yine hareketsiz kalıyorsa sürtünme kuvveti de artmış demektir.

Step-by-Step Solution

1
Denge şartının (Newton'ın Birinci Hareket Yasası) yatay doğrultuda uygulanması.
Cisim hareketsiz kaldığı (a=0a = 0) sürece yatay doğrultudaki net kuvvet sıfır olmalıdır (Fx=0\sum F_x = 0).
Dengelenmiş kuvvetlerin etkisindeki cisimler ya durur ya da sabit hızlı hareket eder. Cisim başlangıçta durduğu ve harekete geçmediği için net kuvvet sıfırdır.
2
Uygulanan kuvvet ile statik sürtünme kuvveti arasındaki ilişkinin belirlenmesi.
Uygulanan yatay kuvvet FF ve statik sürtünme kuvveti fsf_s ise, net kuvvetin sıfır olması için Ffs=0fs=FF - f_s = 0 \Rightarrow f_s = F olmalıdır.
Statik sürtünme kuvveti, cismi harekete geçirmeye çalışan dış kuvvete karşı koyar ve büyüklüğü her an bu dış kuvvete eşittir.
3
Kuvvetin artırılması durumunun analiz edilmesi.
Kuvvet FF değerinden daha büyük bir değere çıkarıldığında cisim yine hareket etmiyorsa, yeni durumdaki statik sürtünme kuvveti de yeni FF değerine eşit olur, yani sürtünme kuvvetinin büyüklüğü artar.
Statik sürtünme kuvveti, maksimum değerine (fs,maks=ksNf_{s,\text{maks}} = k_s \cdot N) ulaşana kadar uygulanan kuvvetle beraber artan değişken bir kuvvettir.

Key Concept

Statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğü sabit olmayıp, cisim harekete geçene kadar uygulanan yatay dış kuvvetin büyüklüğüne eşittir.
Question 24Question

Günlük hayatta gözlemlenen bazı hareket durumları aşağıda verilmiştir:

I. Sürtünmeli yatay bir virajı sabit süratle dönen bir otomobil
II. Düşey yukarı doğru fırlatılan bir tenis topunun çıkabildiği maksimum yükseklikte anlık olarak durduğu an
III. Hava direncinin olduğu bir ortamda limit hıza ulaşmış bir paraşütçünün aşağı doğru hareketi

Buna göre, verilen durumların hangilerinde cisimler dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir?

Show answer & explanation

Answer: Yalnız III

Answer

Yalnız III durumunda cisim dengelenmiş kuvvetlerin etkisindedir.
Limit hıza ulaşan paraşütçüye etki eden net kuvvet sıfır olduğu için, paraşütçü dengelenmiş kuvvetler etkisinde sabit hızlı doğrusal hareket yapar. Diğer durumlarda hızın yönünün değişmesi (viraj) veya yer çekimi ivmesi (maksimum yükseklik) sebebiyle ivmeli hareket söz konusudur ve net kuvvet sıfırdan farklıdır.

Step-by-Step Solution

1
Birinci durumun incelenmesi: Virajı dönen otomobilin analizi.
Otomobil sabit süratle hareket etse bile virajı dönerken hareket yönü (hız vektörünün yönü) sürekli değişir. Hız vektöründeki yön değişimi cismin ivmeli hareket yapmasına neden olur (a0a \neq 0). Newton'ın ikinci hareket yasasına göre (Fnet=maF_{net} = m \cdot a) ivmeli hareket yapan cisimler dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir. Dolayısıyla bu durum dengelenmiş kuvvetler kapsamında değildir.
Dengelenmiş kuvvetler etkisindeki bir cismin ivmesi sıfır olmalıdır, hızın hem büyüklüğü hem de yönü sabit kalmalıdır.
2
İkinci durumun incelenmesi: Maksimum yükseklikte duran topun analizi.
Tenis topu maksimum yüksekliğe ulaştığında anlık hızı sıfır olur (v=0v=0). Ancak bu anda topa etki eden yer çekimi kuvveti (G=mgG = m \cdot g) sıfırdan farklıdır ve aşağı yönlüdür. Cisme etki eden net kuvvet sıfırdan farklı olduğu için top dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir.
Bir cismin anlık olarak hızının sıfır olması, o andaki net kuvvetin sıfır olduğu anlamına gelmez. Hareketin ivmesi yer çekimi ivmesine eşittir.
3
Üçüncü durumun incelenmesi: Limit hıza ulaşmış paraşütçünün analizi.
Limit hıza ulaşmış bir paraşütçüye etki eden yer çekimi kuvveti ile hava direnç kuvveti eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür. Bu durumda paraşütçü üzerindeki net kuvvet sıfır olur (Fnet=0F_{net} = 0). Net kuvvet sıfır olduğu için paraşütçü dengelenmiş kuvvetler etkisinde sabit hızlı doğrusal hareket yapar.
Net kuvvetin sıfır olması (dengelenmiş kuvvetler) durumunda cisim duruyorsa durmaya devam eder, hareket halindeyse sabit hızla hareketine devam eder.

Key Concept

Dengelenmiş kuvvetler etkisindeki cisimlerin ivmesi sıfırdır, yani cisim ya durur ya da sabit hızlı (hem yönü hem sürati sabit) doğrusal hareket yapar. Dengelenmemiş kuvvetler etkisindeki cisimler ise ivmeli hareket yapar.
Question 25Question

Kütlesi 1200 kg1200\text{ kg} olan bir helikopter, çelik bir halatla altına bağladığı 300 kg300\text{ kg} kütleli kargo kutusunu düşey doğrultuda yukarıya doğru 2 m/s22\text{ m/s}^2 büyüklüğünde sabit ivmeyle hızlandırarak yükseltmektedir.

Buna göre;
I. Halatın kargo kutusuna uyguladığı çekme kuvvetinin büyüklüğü 3600 N3600\text{ N}'dur.
II. Havanın helikopter pervanelerine uyguladığı yukarı yönlü kaldırma kuvvetinin büyüklüğü 18000 N18000\text{ N}'dur.
III. Halatın helikoptere uyguladığı aşağı yönlü çekme kuvveti ile helikopterin ağırlığı bir etki-tepki kuvvet çiftidir.

yargılarından hangileri doğrudur?
(Yer çekimi ivmesini g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2 alınız. Havanın helikopter gövdesine ve kargo kutusuna uyguladığı direnç kuvveti ile halatın kütlesini ihmal ediniz.)

Show answer & explanation

Answer: I ve II

Answer

I ve II yargıları doğrudur.
I ve II yargıları fiziksel ve matematiksel olarak doğrudur. Halat gerilmesi 3600 N3600\text{ N}, havanın kaldırma kuvveti ise 18000 N18000\text{ N}'dur. III. yargıdaki kuvvetler ise aynı cisim (helikopter) üzerine etki ettiği için etki-tepki çifti değildir.

Step-by-Step Solution

1
Kargo kutusuna etki eden kuvvetleri belirleyip Newton'ın ikinci yasasını uygulayarak halat gerilmesini (TT) hesaplama.
TmKg=mKa    T30010=3002    T=3600 NT - m_K \cdot g = m_K \cdot a \implies T - 300 \cdot 10 = 300 \cdot 2 \implies T = 3600\text{ N} olarak bulunur. Bu durumda I. yargı doğrudur.
Kargo kutusu yukarı yönde ivmelendiği için net kuvvet yukarı doğrudur ve halat gerilmesi ağırlıktan büyük olmalıdır.
2
Helikopter ve kargodan oluşan toplam sistemi tek bir bütün olarak ele alıp havanın kaldırma kuvvetini (FLF_L) hesaplama.
FL(mH+mK)g=(mH+mK)a    FL(1200+300)10=(1200+300)2    FL15000=3000    FL=18000 NF_L - (m_H + m_K) \cdot g = (m_H + m_K) \cdot a \implies F_L - (1200 + 300) \cdot 10 = (1200 + 300) \cdot 2 \implies F_L - 15000 = 3000 \implies F_L = 18000\text{ N} olarak bulunur. Bu durumda II. yargı doğrudur.
Sistemin tamamı yukarı doğru ivmelendiği için kaldırma kuvveti, toplam ağırlık ve ivmelendirme kuvvetlerinin toplamını karşılamalıdır.
3
III. yargıda belirtilen kuvvetlerin etki-tepki çifti olup olmadığını analiz etme.
Halatın helikoptere uyguladığı aşağı yönlü kuvvet ile helikopterin ağırlığı (yer çekimi) aynı cisim (helikopter) üzerine etki etmektedir. Bu nedenle etki-tepki çifti oluşturamazlar. III. yargı yanlıştır.
Newton'ın üçüncü yasasına göre, etki ve tepki kuvvet çiftleri her zaman farklı iki cisim üzerinde oluşmalıdır.

Key Concept

İvmeli hareket yapan sistemlerde Newton'ın ikinci yasasının uygulanması ve etki-tepki kuvvet çiftlerinin aynı cisme etki edemeyeceği ilkesi.
Estimated Time:2m 0s
Question 26Question

Yatay bir zemin üzerinde duran 2 kg2\text{ kg} kütleli bir koliye, yola paralel (yatay) doğrultuda 6 N6\text{ N} büyüklüğünde bir kuvvet uygulanmaktadır. Koli ile zemin arasındaki statik sürtünme katsayısı 050{}5, kinetik sürtünme katsayısı ise 040{}4 olarak verilmiştir.

Buna göre, koliye etki eden sürtünme kuvveti ile ilgili;

I. Büyüklüğü 6 N6\text{ N}'dur.
II. Büyüklüğü 10 N10\text{ N}'dur.
III. Yönü, uygulanan kuvvet ile aynı yönlüdür.

yargılarından hangileri doğrudur? (g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2)

Show answer & explanation

Answer: Yalnız I

Answer

Koli hareketsiz kaldığı için ona etki eden statik sürtünme kuvveti, uygulanan yatay kuvvete eşit büyüklükte (6 N6\text{ N}) ve zıt yöndedir. Bu nedenle yalnızca birinci öncül doğrudur.
Kolinin ağırlığından kaynaklanan normal kuvvet 20 N20\text{ N}'dur. Maksimum statik sürtünme kuvveti fs,max=0520=10 Nf_{s,max} = 0{}5 \cdot 20 = 10\text{ N} olarak bulunur. Koliye uygulanan yatay kuvvet 6 N6\text{ N} olup bu değer maksimum statik sürtünme kuvvetinden küçüktür. Dolayısıyla koli hareket etmez. Hareket etmeyen koliye etki eden statik sürtünme kuvveti uygulanan kuvvete eşit büyüklükte yani 6 N6\text{ N} olur. Sürtünmenin yönü ise uygulanan kuvvete zıt yönlüdür. Bu durumda sadece birinci ifade doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Koliye etki eden dik tepki (normal) kuvvetini hesaplayınız.
Normal kuvvet N=mg=2 kg10 m/s2=20 NN = m \cdot g = 2\text{ kg} \cdot 10\text{ m/s}^2 = 20\text{ N} olur.
Sürtünme kuvveti sınır değerini bulmak için zeminle cisim arasındaki normal kuvveti belirlemek gerekir.
2
Statik sürtünme kuvvetinin alabileceği maksimum değeri hesaplayınız.
fs,max=ksN=0520 N=10 Nf_{s,max} = k_s \cdot N = 0{}5 \cdot 20\text{ N} = 10\text{ N} olarak bulunur.
Bu değer, cismi harekete geçirebilmek için uygulanması gereken minimum kuvvet sınırını belirler.
3
Uygulanan kuvveti, maksimum statik sürtünme kuvveti ile karşılaştırarak hareket durumunu ve sürtünme kuvvetinin büyüklüğünü belirleyiniz.
Uygulanan kuvvet F=6 NF = 6\text{ N}'dur. F<fs,maxF < f_{s,max} (6 N<10 N6\text{ N} < 10\text{ N}) olduğundan koli harekete geçemez ve dengede kalır. Dengelenmiş kuvvetlerin etkisinde olan koliye etki eden statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğü, uygulanan yatay kuvvete eşit olup 6 N6\text{ N}'dur. Yönü ise uygulanan kuvvete zıt yöndedir.
Durgun cisimlere etki eden statik sürtünme kuvveti, cismi harekete zorlayan kuvvete eşit büyüklüktedir.

Key Concept

Durgun halde kalmaya devam eden cisimlere etki eden statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğü, cismi harekete zorlayan kuvvete eşittir. Sürtünme katsayısı ile normal kuvvetin çarpımı (ksNk_s \cdot N) her zaman etki eden sürtünme kuvvetini vermez; sadece statik sürtünmenin çıkabileceği en üst (sınır) değeri belirler.
Estimated Time:1m 30s
Question 27Question

Yatay bir düzlemde durmakta olan 4 kg4\text{ kg} kütleli bir kutu ile yüzey arasındaki statik sürtünme katsayısı ks=0,5k_s = 0,5 ve kinetik sürtünme katsayısı kk=0,4k_k = 0,4 olarak ölçülmüştür. Kutuya sırasıyla yatay doğrultuda 15 N15\text{ N} büyüklüğünde F1\vec{F}_1 kuvveti ve daha sonra bu kuvvet kaldırılarak aynı do��rultuda 25 N25\text{ N} büyüklüğünde F2\vec{F}_2 kuvveti uygulanıyor.

Buna göre kutu ile ilgili;

I. F1\vec{F}_1 kuvveti uygulandığında kutuya etki eden sürtünme kuvvetinin büyüklüğü 15 N15\text{ N}'dur.
II. F2\vec{F}_2 kuvveti uygulandığında kutu ivmeli hareket yapar.
III. F2\vec{F}_2 kuvveti uygulandığında kutuya etki eden sürtünme kuvvetinin büyüklüğü 16 N16\text{ N}'dur.

yargılarından hangileri doğrudur?

(Yer çekimi ivmesini g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2 alınız.)

Show answer & explanation

Answer: I, II ve III

Answer

İlk durumda uygulanan 15 N'luk kuvvet maksimum statik sürtünme olan 20 N'u aşamadığı için kutu hareket etmez ve etki eden sürtünme kuvveti 15 N olur. İkinci durumda uygulanan 25 N'luk kuvvet maksimum statik sürtünmeyi aştığı için kutu ivmeli hareket yapar ve etki eden kinetik sürtünme kuvveti 16 N olur. Dolayısıyla I, II ve III ifadelerinin tamamı doğrudur.
I, II ve III öncüllerinin tamamı doğrudur. Kutuya uygulanan ilk kuvvet maksimum statik sürtünme değerinden (20 N) küçük olduğu için cisim hareket etmez ve statik sürtünme kuvveti uygulanan kuvvete (15 N) eşit olur. İkinci durumda uygulanan kuvvet bu limiti aştığı için cisim ivmelenir ve cisme etki eden kuvvet kinetik sürtünme kuvveti (16 N) olur.

Step-by-Step Solution

1
Yüzeyin cisme uyguladığı tepki kuvvetini (normal kuvveti) ve maksimum statik sürtünme kuvvetini hesaplayınız.
Normal kuvvet N=mg=410=40 NN = m \cdot g = 4 \cdot 10 = 40\text{ N}. Maksimum statik sürtünme kuvveti fs,max=ksN=0,540=20 Nf_{s,\max} = k_s \cdot N = 0,5 \cdot 40 = 20\text{ N} olarak bulunur.
Cismin harekete geçip geçmeyeceğini belirlemek için uygulanan kuvvetin maksimum statik sürtünme kuvveti eşiğiyle karşılaştırılması gerekir.
2
İlk durumda uygulanan kuvveti (F1=15 NF_1 = 15\text{ N}) analiz edip etki eden sürtünme kuvvetini belirleyiniz.
Uygulanan F1=15 NF_1 = 15\text{ N} kuvveti, maksimum statik sürtünme kuvveti olan 20 N20\text{ N}'dan küçüktür (15 N<20 N15\text{ N} < 20\text{ N}). Bu nedenle kutu hareket etmez. Durmakta olan cisme etki eden statik sürtünme kuvveti, uygulanan kuvvete eşit olup fs=15 Nf_s = 15\text{ N} büyüklüğündedir. Bu durumda birinci öncül doğrudur.
Statik sürtünme kuvveti, cisim harekete geçene kadar uygulanan kuvvete eşit büyüklükte ve zıt yöndedir.
3
İkinci durumda uygulanan kuvveti (F2=25 NF_2 = 25\text{ N}) analiz edip hareket durumunu ve sürtünme kuvvetini belirleyiniz.
Uygulanan F2=25 NF_2 = 25\text{ N} kuvveti, maksimum statik sürtünme kuvveti barajı olan 20 N20\text{ N}'dan büyüktür (25 N>20 N25\text{ N} > 20\text{ N}). Dolayısıyla kutu harekete geçer ve ivmeli hareket yapar. Hareket halindeki cisme etki eden sürtünme kuvveti kinetik sürtünme olup büyüklüğü fk=kkN=0,440=16 Nf_k = k_k \cdot N = 0,4 \cdot 40 = 16\text{ N} olarak bulunur. Bu durumda ikinci ve üçüncü öncüller doğrudur.
Cisim harekete geçtikten sonra etki eden kuvvet kinetik sürtünme kuvvetidir ve değeri sabittir.

Key Concept

Statik sürtünme kuvvetinin üst sınırı aşılana kadar uygulanan kuvvete eşit olması, bu sınır aşıldıktan sonra ise kinetik sürtünme kuvvetinin devreye girmesi.
Question 28Question

Günlük yaşamda karşılaşılan bazı hareket durumları ile bu durumlara ait net kuvvet ve denge durumlarını gösteren açıklamalar aşağıda verilmiştir. Buna göre, soldaki hareket durumlarını sağdaki en uygun kuvvet ve denge durumu açıklamalarıyla eşleştiriniz.

Click a left item, then click its matching right item

Items

Doğrusal bir rayda sabit süratle ilerleyen metro vagonu
Yatay bir virajı sabit süratle dönen motosiklet
Düşey doğrultuda yukarı doğru fırlatılan ve tepe noktasına doğru yavaşlayan tenis topu

Matches

Show answer & explanation

Answer

Doğrusal rayda sabit süratle giden metro vagonu dengelenmiş kuvvetler etkisindedir (net kuvvet sıfırdır). Yatay virajı sabit süratle dönen motosiklete hareket yönüne dik net bir kuvvet etki eder ve dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir. Yukarı doğru fırlatılıp yavaşlayan tenis topuna ise hareket yönüne zıt net bir kuvvet etki eder ve dengelenmemiş kuvvetler etkisindedir.
Doğrusal yolda sabit süratle hareket eden metro vagonu dengelenmiş kuvvetler etkisinde (net kuvvet sıfır) hareket eder. Sabit süratle viraj dönen motosiklet ise hız yönü değiştiği için ivmelidir ve net kuvvet hareket yönüne diktir. Yavaşlayan topa ise hareketine zıt yönde net yer çekimi kuvveti etki eder.

Step-by-Step Solution

1
Doğrusal yolda sabit süratle giden metro vagonunun hareketini incelemek.
Vagon düz bir doğrultuda sabit süratle ilerlediği için hızının yönü ve büyüklüğü değişmez, yani hızı sabittir. Hız sabit olduğundan ivme sıfırdır ve net kuvvet sıfır olup cisim dengelenmiş kuvvetler etkisindedir.
Eylemsizlik prensibi gereği, net kuvvet sıfır olduğunda cisim duruyorsa durmaya devam eder, hareket halindeyse sabit hızlı hareketine devam eder.
2
Yatay virajı sabit süratle dönen motosikletin hareketini incelemek.
Motosikletin sürati sabit olmasına rağmen viraj dönerken sürekli yön değiştirdiği için hız vektörü değişmektedir. Yön değişimi ivmeli harekete (merkezcil ivme) sebep olur. Bu durumda hareket yönüne dik, virajın merkezine doğru net bir sürtünme kuvveti etki eder ve cisim dengelenmemiş kuvvetlerin etkisindedir.
Yörüngenin eğriliği nedeniyle oluşan hız yönü değişimini sağlamak için hareket doğrultusuna dik bir net kuvvet uygulanmalıdır.
3
Yukarı fırlatılan ve yavaşlayan tenis topunun hareketini incelemek.
Yavaşlayan tenis topu yukarı doğru hareket etmektedir ancak yer çekimi kuvveti aşağı doğrudur. Dolayısıyla hareket yönüne zıt doğrultuda net bir kuvvet etki eder. Net kuvvet sıfırdan farklı olduğu için top dengelenmemiş kuvvetler altındadır.
Cismin yavaşlayabilmesi için net kuvvetin hareket yönüyle zıt doğrultu ve yönde olması gerekir.

Key Concept

Dengelenmiş ve Dengelenmemiş Kuvvetler
Question 29Question

Yatay ve sürtünmeli bir masanın üzerinde duran 4 kg4\text{ kg} kütleli KK cismi, bir ip yardımıyla masanın ucundaki sürtünmesiz makaradan geçirilerek 1.5 kg1.5\text{ kg} kütleli LL cismine bağlanmıştır. KK cismi ile masa yüzeyi arasındaki statik sürtünme katsayısı μs=0.5\mu_s = 0.5, kinetik sürtünme katsayısı ise μk=0.4\mu_k = 0.4 olarak verilmiştir.

Sistem serbest bırakıldığında;
I. KK cismine etki eden sürtünme kuvvetinin büyüklüğü 20 N20\text{ N}'dur.
II. İpte oluşan gerilme kuvvetinin büyüklüğü 15 N15\text{ N}'dur.
III. Sistemin ivmesi sıfırdır.

yargılarından hangileri doğrudur? (g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2 alınız.)

Show answer & explanation

Answer: II ve III

Answer

İkinci ve üçüncü yargıların doğru olduğunu belirten seçenek (II ve III)
Sistem serbest bırakıldığında, L cisminin ağırlığı (GL=15 NG_L = 15\text{ N}), K cismine etki edebilecek maksimum statik sürtünme kuvvetinden (fs,max=20 Nf_{s,\text{max}} = 20\text{ N}) daha küçük olduğu için sistem harekete geçemez ve dengede kalır. Dengede olan bir sistemin ivmesi sıfırdır. L cismi dengede olduğu için ip gerilmesi L'nin ağırlığına eşit olup 15 N15\text{ N} büyüklüğündedir. K cismi de yatayda dengede olduğundan, K cismine etki eden statik sürtünme kuvveti ip gerilmesine eşit ve 15 N15\text{ N} büyüklüğündedir. Bu durumda ikinci ve üçüncü yargılar doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
K cismine etki edebilecek maksimum statik sürtünme kuvvetinin hesaplanması.
fs,max=μsNK=μsmKg=0.54 kg10 m/s2=20 Nf_{s,\text{max}} = \mu_s \cdot N_K = \mu_s \cdot m_K \cdot g = 0.5 \cdot 4\text{ kg} \cdot 10\text{ m/s}^2 = 20\text{ N}
K cisminin harekete geçip geçmeyeceğini belirlemek için masanın uygulayabileceği maksimum engelleyici statik sürtünme kuvveti sınırını bulmam��z gerekir.
2
L cisminin ağırlığının hesaplanması ve sürtünme sınırı ile karşılaştırılması.
GL=mLg=1.5 kg10 m/s2=15 NG_L = m_L \cdot g = 1.5\text{ kg} \cdot 10\text{ m/s}^2 = 15\text{ N}. L cisminin ağırlığı (15 N15\text{ N}), maksimum statik sürtünme kuvvetinden (20 N20\text{ N}) küçük olduğu için (GL<fs,maxG_L < f_{s,\text{max}}) sistem harekete geçemez.
Sistemi harekete geçirmeye çalışan net dış kuvvet, asılı duran L cisminin ağırlığıdır. Bu ağırlık, statik sürtünme engelini aşamadığı için sistem durgun kalır.
3
Sistemin ivmesinin, ip gerilmesinin ve K cismine etki eden sürtünme kuvvetinin belirlenmesi.
Sistem durgun olduğundan ivme a=0a = 0 olur. L cismi dengede olduğundan ip gerilmesi T=GL=15 NT = G_L = 15\text{ N} olur. K cismi dengede olduğundan sürtünme kuvveti fs=T=15 Nf_s = T = 15\text{ N} olur.
Dengelenmiş kuvvetlerin etkisindeki sistemlerde ivme sıfırdır ve her bir cisim üzerindeki net kuvvet sıfır olacak şekilde iç gerilmeler ve sürtünmeler dengelenir.

Key Concept

Statik sürtünme kuvvetinin değişken yapısı ve durgun sistemlerde kuvvet dengesi
Estimated Time:2m 0s
Question 30Question

Yatay ve sürtünmesiz bir yolda durmakta olan bir kamyonet, şekildeki gibi yatay doğrultuda sabit aa ivmesiyle hızlanmaya başlıyor. Kamyonetin yatay kasasında bulunan mm kütleli kolinin kamyonete göre konumu değişmemektedir.

Koli ile kamyonet kasası arasındaki statik sürtünme katsayısı μs\mu_s olduğuna göre;

I. Koliye etki eden s��rtünme kuvvetinin yönü kamyonetin hareket yönüyle aynıdır.
II. Koliye etki eden net kuvvetin büyüklüğü mam \cdot a kadardır.
III. Koliye etki eden sürtünme kuvvetinin büyüklüğü μsmg\mu_s \cdot m \cdot g kadardır.

ifadelerinden hangileri doğrudur?
(Yer çekimi ivmesi gg'dir.)

Show answer & explanation

Answer: I ve II

Answer

I ve II
Kamyonete göre konumu değişmeyen koli, kamyonetle aynı ivmeye sahiptir. Bu ivmeyi sağlayan net kuvvet, yatay doğrultudaki statik sürtünme kuvvetidir. Newton'ın ikinci yasası gereği net kuvvet mam \cdot a kadardır ve ivmeyle aynı yönde (kamyonetin hareket yönünde) olmalıdır. Statik sürtünme kuvveti, koli kaymadığı sürece limit değeri olan maksimum statik sürtünmeye (μsmg\mu_s \cdot m \cdot g) eşit olmak zorunda değildir; sadece gerekli olan mam \cdot a değerine eşittir. Bu nedenle 'I ve II' ifadesini içeren seçenek doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Kolinin kamyonetle birlikte hareketini analiz etme.
Koli, kamyonete göre hareket etmediği için kamyonetle birlikte sağa doğru aynı aa ivmesiyle hızlanmaktadır.
Kamyonete göre konumunun değişmemesi, kolinin kamyonetle aynı ivmeye sahip olduğunu gösterir.
2
Koliye etki eden yatay kuvvetleri belirleme ve yönünü bulma.
Koliye yatay doğrultuda etki eden tek kuvvet, kamyonet kasası ile koli arasındaki statik sürtünme kuvvetidir (fsf_s). Kolinin sağa doğru hızlanabilmesi için bu sürtünme kuvvetinin sağa (hareket yönünde) olması gerekir. Dolayısıyla I. öncül doğrudur.
Newton'ın ikinci yasasına göre bir cismin ivmelenebilmesi için ivme yönünde bir net kuvvete ihtiyacı vardır.
3
Net kuvvetin büyüklüğünü hesaplama.
Koliye düşey doğrultuda etki eden yer çekimi kuvveti (mgm \cdot g) ile kasanın uyguladığı normal kuvvet (NN) birbirini dengeler. Yataydaki net kuvvet sürtünme kuvvetine eşittir ve büyüklüğü Fnet=maF_{net} = m \cdot a kadardır. Dolayısıyla II. öncül doğrudur.
Newton'ın ikinci yasası olan Fnet=maF_{net} = m \cdot a doğrudan uygulanır.
4
Sürtünme kuvvetinin büyüklüğünü değerlendirme.
Statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğü, kolinin ivmelenmesi için gereken net kuvvete eşittir (fs=maf_s = m \cdot a). μsmg\mu_s \cdot m \cdot g değeri statik sürtünmenin alabileceği maksimum sınırdır (fs,maxf_{s,max}). Koli kaymadığı sürece sürtünme kuvveti bu maksimum değere eşit olmak zorunda değildir, daha küçük olabilir. Dolayısıyla III. öncül yanlıştır.
Statik sürtünme kuvveti değişken olup, cismi hareketsiz tutmak (veya bu soruda olduğu gibi kamyonetle birlikte hızlandırmak) için gereken kuvvete eşit olur.

Key Concept

Newton'ın Hareket Yasaları ve Statik Sürtünme Kuvveti
Estimated Time:2m 0s
Question 31Question

Yatay ve pürüzlü bir yolda hareket etmekte olan bir traktör, arkasına yatay bir bağlantı çubuğuyla bağlı olan römorku çekmektedir. Traktör ve römorktan oluşan sistem, önce sabit hızla hareket etmekte, ardından ok yönünde düzgün hızlanan hareket yapmaktadır.

Buna göre;
I. Sistem sabit hızla hareket ederken, bağlantı çubuğunun römorka uyguladığı çekme kuvvetinin büyüklüğü, römorka etki eden sürtünme kuvvetinin büyüklüğüne eşittir.
II. Sistem ok yönünde hızlanırken, bağlantı çubuğunun römorka uyguladığı kuvvetin büyüklüğü, römorkun bağlantı çubuğuna uyguladığı kuvvetin büyüklüğünden fazladır.
III. Sistem ok yönünde hızlanırken, bağlantı çubuğunun römorka uyguladığı çekme kuvvetinin büyüklüğü, römorka etki eden sürtünme kuvvetinin büyüklüğünden fazladır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: I ve III

Answer

Sistem sabit hızla hareket ederken römorka etki eden net kuvvet sıfır olduğundan çekme kuvveti sürtünme kuvvetine eşittir. Sistem hızlanırken römorkun ileri doğru ivmelenebilmesi için çekme kuvveti sürtünme kuvvetinden büyük olmal��dır. Etki-tepki kuvvet çiftleri ise hareket durumundan bağımsız olarak her zaman eşit büyüklüktedir. Dolayısıyla I ve III ifadeleri doğrudur.
Sistem sabit hızla giderken römorkun ivmesi sıfırdır, bu nedenle römorka etki eden net kuvvet sıfır olmalıdır; yani bağlantı çubuğunun uyguladığı çekme kuvveti sürtünme kuvvetine eşittir (I. yargı doğru). Hızlanan harekette römorkun ileri doğru ivmelenebilmesi için net kuvvetin hareket yönünde olması gerekir, bu da bağlantı çubuğunun çekme kuvvetinin sürtünme kuvvetinden büyük olmasını gerektirir (III. yargı doğru). Newton'ın üçüncü yasasına göre, bağlantı çubuğunun römorka uyguladığı kuvvet ile römorkun bağlantı çubuğuna uyguladığı kuvvet bir etki-tepki çiftidir ve her zaman eşit büyüklüktedir (II. yargı yanlış). Dolayısıyla I ve III ifadelerini içeren seçenek doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Sabit hızlı durum için römorka etki eden kuvvetleri analiz etme.
Römorka yatay doğrultuda etki eden kuvvetler, bağlantı çubuğunun çekme kuvveti (T) ve sürtünme kuvvetidir (f_s). Sabit hızlı harekette ivme sıfır (a = 0) olduğundan, net kuvvet sıfırdır: F_net = T - f_s = 0 => T = f_s. Dolayısıyla I. yargı doğrudur.
Newton'ın Birinci Hareket Yasası (Eylemsizlik) gereği, net kuvvet sıfır olduğunda cisim sabit hızlı hareketine devam eder.
2
Hızlanan durum için römorka etki eden kuvvetleri analiz etme.
Römorkun ok yönünde (ileri) ivmelenmesi (a > 0) için net kuvvetin hareket yönünde olması gerekir. Net kuvvet F_net = T - f_s = m * a > 0 olduğundan, T > f_s olmalıdır. Dolayısıyla III. yargı doğrudur.
Newton'ın İkinci Hareket Yasası (Dinamiğin Temel Prensibi) gereği, ivmeli hareket için net kuvvet sıfırdan farklı olmalıdır.
3
Etki-tepki kuvvet çiftini değerlendirme.
Bağlantı çubuğunun römorka uyguladığı kuvvet ile römorkun bağlantı çubuğuna uyguladığı kuvvet bir etki-tepki çiftidir. Newton'ın Üçüncü Yasası gereği bu kuvvetler her zaman eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür. İvmenin yönü veya büyüklüğü bu eşitliği değiştirmez. Dolayısıyla II. yargı yanlıştır.
Newton'ın Üçüncü Hareket Yasası (Etki-Tepki Yasası) gereği, etkileşen iki cismin birbirine uyguladığı kuvvetler her zaman eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür.

Key Concept

Etki-tepki kuvvet çiftlerinin büyüklük eşitliği ve ivmeli/sabit hızlı hareketlerde net kuvvet analizi.
Estimated Time:2m 0s
Question 32Question

Düşey bir duvara doğru yatay F=30 NF = 30\text{ N} büyüklüğündeki kuvvetle bastırılan 2 kg2\text{ kg} kütleli bir blok serbest bırakılıyor. Blok ile duvar arasındaki statik sürtünme katsayısı μs=0,5\mu_s = 0,5; kinetik sürtünme katsayısı ise μk=0,4\mu_k = 0,4'tür.

Buna göre, bloğun serbest bırakıldıktan sonraki ivmesi kaç m/s2\text{m/s}^2 büyüklüğündedir?
(Yer çekimi ivmesini g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2 alınız.)

Show answer & explanation

Answer: 44

Answer

Bloğun ivmesi 4 m/s24\text{ m/s}^2 büyüklüğündedir.
Bloğun ağırlığı (20 N20\text{ N}), maksimum statik sürtünme kuvvetinden (15 N15\text{ N}) büyük olduğu için blok dengede kalamaz ve aşağı yönde ivmeli hareket yapar. Hareket başladığı için cisme etki eden sürtünme kuvveti kinetik sürtünmedir ve 12 N12\text{ N} büyüklüğündedir. Net kuvvet 8 N8\text{ N} olup, 2 kg2\text{ kg} kütleli cismin ivmesi 4 m/s24\text{ m/s}^2 olur.

Step-by-Step Solution

1
Bloğun a��ırlığını ve duvara uygulanan normal kuvveti belirleme.
Bloğun ağırlığı G=mg=2 kg10 m/s2=20 NG = m \cdot g = 2\text{ kg} \cdot 10\text{ m/s}^2 = 20\text{ N}'dur. Duvarın bloğa uyguladığı normal (tepki) kuvveti ise yatay bastırma kuvvetine eşit olup N=F=30 NN = F = 30\text{ N}'dur.
Bloğa düşey doğrultuda etki eden yer çekimi kuvvetini ve yüzeye dik etki eden normal kuvveti belirlemek için.
2
Bloğun hareket edip etmeyeceğini kontrol etmek için maksimum statik sürtünme kuvvetini hesaplama ve ağırlıkla karşılaştırma.
Maksimum statik sürtünme kuvveti: fs,max=μsN=0,530 N=15 Nf_{s,\max} = \mu_s \cdot N = 0,5 \cdot 30\text{ N} = 15\text{ N} olarak bulunur. Bloğun aşağı yönlü ağırlığı (20 N20\text{ N}), bu sınır değerden (15 N15\text{ N}) büyük olduğu için blok aşağı doğru kayarak harekete geçer.
Bloğun statik dengede kalıp kalmayacağını veya ivmeli hareket yapıp yapmayacağını tespit etmek için.
3
Blok hareket ettiği için etki eden kinetik sürtünme kuvvetini hesaplama.
Kinetik sürtünme kuvveti: fk=μkN=0,430 N=12 Nf_k = \mu_k \cdot N = 0,4 \cdot 30\text{ N} = 12\text{ N}'dur.
Hareket halindeki cisme etki eden net kuvveti bulmak amacıyla kinetik sürtünme kuvvetini hesaplamak için.
4
Newton'ın ikinci hareket yasasını uygulayarak bloğun ivmesini bulma.
Fnet=Gfk=20 N12 N=8 NF_{\text{net}} = G - f_k = 20\text{ N} - 12\text{ N} = 8\text{ N} olur. İvme ise a=Fnetm=8 N2 kg=4 m/s2a = \frac{F_{\text{net}}}{m} = \frac{8\text{ N}}{2\text{ kg}} = 4\text{ m/s}^2 olarak hesaplanır.
Net kuvvet ve kütle bilindiğinden, dinamik denkleminden sistemin ivmesini çekmek için.

Key Concept

Bir yüzey üzerindeki cisme etki eden sürtünme kuvvetinin türü (statik veya kinetik) cismin hareket durumuna bağlıdır. Harekete geçip geçmeme durumu maksimum statik sürtünme kuvveti ile karşılaştırılarak belirlenir; hareket varsa kinetik sürtünme kuvveti kullanılır.
Question 33Question

Yatay bir masa üzerinde hareketsiz durmakta olan bir kitabın ağırlığı G\vec{G} ve masanın kitaba uyguladığı normal kuvvet N\vec{N} olarak tanımlanmıştır.

Buna göre, bu durum ile ilgili;

I. G\vec{G} ve N\vec{N} kuvvetleri zıt yönlü ve eşit büyüklükte olduğundan vektörel olarak G=N\vec{G} = \vec{N} şeklinde gösterilir.
II. G\vec{G} ve N\vec{N} kuvvetleri aynı cisme etki ettiği için bir etki-tepki kuvvet çifti oluşturmaz.
III. Masanın kitaba uyguladığı normal kuvvet ile kitabın masaya uyguladığı kuvvet bir etki-tepki kuvvet çiftidir.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: II ve III

Answer

İkinci ve üçüncü öncüllerin doğru olduğunu belirten seçenek doğrudur.
Doğru cevap, ikinci ve üçüncü öncüllerin doğru olduğunu belirten seçenektir. Ağırlık ve normal kuvvet aynı cisim olan kitaba etki ettiğinden etki-tepki çifti oluşturmaz. Masanın kitaba uyguladığı normal kuvvet ile kitabın masaya uyguladığı kuvvet ise farklı cisimlere etki eden etki-tepki kuvvet çiftidir. Birinci öncüldeki vektörel eşitlik ise yönleri zıt olduğu için yanlıştır.

Step-by-Step Solution

1
Birinci öncülün doğruluğunu kontrol etmek için ağırlık ve normal kuvvetin vektörel ilişkisini analiz edin.
Ağırlık kuvveti yer çekimi doğrultusunda aşa��ı doğru, normal kuvvet ise masa yüzeyine dik olarak yukarı doğrudur. Büyüklükleri eşit olmasına rağmen yönleri zıt olduğu için vektörel olarak ifade edildiğinde aralarında eksi işareti bulunmalıdır. Dolayısıyla eşitlik doğru değildir.
Vektörel büyüklüklerde yön kavramı kritik öneme sahiptir ve zıt yönlü eşit büyüklükteki vektörlerin eşit gösterilebilmesi için birinin önünde eksi işareti olmalıdır.
2
İkinci öncülün doğruluğunu etki-tepki yasası çerçevesinde değerlendirin.
Etki ve tepki kuvvetleri her zaman farklı iki cisim arasında gerçekleşen etkileşimlerdir. Ağırlık kuvveti ve normal kuvvetin her ikisi de doğrudan kitabın üzerine etki eden kuvvetler olduğundan, bu kuvvetler birbirinin etki-tepki partneri olamaz. Bu nedenle ikinci öncül doğrudur.
Bir kuvvet çiftinin etki-tepki çifti olabilmesi için farklı etkileşen cisimler üzerinde bulunması şarttır.
3
Üçüncü öncülün doğruluğunu etki-tepki yasası çerçevesinde değerlendirin.
Masanın kitaba uyguladığı kuvvet kitap üzerinedir, kitabın masaya uyguladığı dik kuvvet ise masa üzerinedir. Bu kuvvetler iki farklı cisim (kitap ve masa) arasındaki etkileşimin sonucudur, büyüklükleri eşit ve yönleri zıttır. Dolayısıyla etki-tepki kuvvet çiftidir. Bu nedenle üçüncü öncül doğrudur.
Kuvvetler farklı etkileşen cisimlere etki ettiği ve büyüklük-yön ilişkisi etki-tepki yasasına uyduğu için bu tanım doğrudur.

Key Concept

Newton'ın üçüncü hareket yasası olan etki-tepki prensibinde kuvvetlerin farklı cisimlere etki etmesi gerekliliği ve kuvvetlerin vektörel doğası.
Question 34Question

Yatay bir depo düzleminde hareket eden otonom yönlendirmeli bir araç (AGV), başlangıçta koordinat sisteminin orijinine göre konum vektörü xK=2i^3j^\vec{x}_K = 2\hat{i} - 3\hat{j} metre olan KK noktasında bulunmaktadır. Bu araç, sabit süratle önce konum vektörü xL=2i^+5j^\vec{x}_L = 2\hat{i} + 5\hat{j} metre olan LL noktasına, ardından yönünü değiştirerek konum vektörü xM=4i^+5j^\vec{x}_M = -4\hat{i} + 5\hat{j} metre olan MM noktasına doğrusal yollar izleyerek ulaşıyor.

Aracın bu hareketi toplam 10 s10\text{ s} sürdüğüne göre;

I. Aracın hareketi boyunca aldığı yol 14 m14\text{ m}, yer değiştirmesinin büyüklüğü ise 10 m10\text{ m}'dir.
II. Aracın ortalama hızının büyüklüğü 1.4 m/s1.4\text{ m/s}, ortalama sürati ise 1.0 m/s1.0\text{ m/s}'dir.
III. Hareket boyunca aracın başlangıç noktası olan KK noktası referans noktası olarak kabul edilirse, MM noktasındaki konum vektörünün büyüklüğü 10 m10\text{ m} olur.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: I ve III

Answer

I ve III ifadelerini içeren seçenek doğrudur.
Doğru seçenekte belirtilen I ve III ifadeleri doğrudur. Aracın aldığı toplam yol 14 m14\text{ m} iken, yer değiştirmesinin büyüklüğü en kısa mesafe olan 10 m10\text{ m}'dir. Ayrıca KK noktası referans noktası seçildiğinde, MM noktasının konum vektörü yer değiştirme vektörüne eşit olup büyüklüğü 10 m10\text{ m} olur.

Step-by-Step Solution

1
Aracın izlediği yörüngeyi analiz ederek aldığı toplam yolu hesaplama.
K(2,3)K(2, -3) noktasından L(2,5)L(2, 5) noktasına giderken düşey doğrultuda 5(3)=8 m|5 - (-3)| = 8\text{ m}, L(2,5)L(2, 5) noktasından M(4,5)M(-4, 5) noktasına giderken yatay doğrultuda 42=6 m|-4 - 2| = 6\text{ m} yol alır. Toplam alınan yol: 8 m+6 m=14 m8\text{ m} + 6\text{ m} = 14\text{ m}'dir.
Alınan yol, izlenen yörüngenin toplam uzunluğuna eşittir ve skaler bir büyüklüktür.
2
Aracın yer değiştirme vektörünü ve bu vektörün büyüklüğünü hesaplama.
Yer değiştirme ilk konumdan son konuma çizilen en kısa yönlü doğrudur. KK ve MM noktaları arasındaki yer değiştirme vektörü: Δx=xMxK=(42)i^+(5(3))j^=6i^+8j^\Delta\vec{x} = \vec{x}_M - \vec{x}_K = (-4 - 2)\hat{i} + (5 - (-3))\hat{j} = -6\hat{i} + 8\hat{j} metre olur. Bu vektörün büyüklüğü: Δx=(6)2+82=10 m|\Delta\vec{x}| = \sqrt{(-6)^2 + 8^2} = 10\text{ m}'dir. Bu durumda I. öncül doğrudur.
Yer değiştirme vektörel bir büyüklüktür ve başlangıç ile bitiş noktaları arasındaki en kısa mesafeyi temsil eder.
3
Aracın ortalama süratini ve ortalama hızının büyüklüğünü hesaplama.
Ortalama sürat: su¨rat=alınan yolΔt=14 m10 s=1.4 m/s\text{sürat} = \frac{\text{alınan yol}}{\Delta t} = \frac{14\text{ m}}{10\text{ s}} = 1.4\text{ m/s}'dir. Ortalama hızın büyüklüğü: v=ΔxΔt=10 m10 s=1.0 m/s|\vec{v}| = \frac{|\Delta\vec{x}|}{\Delta t} = \frac{10\text{ m}}{10\text{ s}} = 1.0\text{ m/s}'dir. Bu durumda II. öncül yanlıştır (hız ile sürat değerleri ters verilmiştir).
Sürat alınan yola bağlı skaler bir büyüklük iken, hız yer değiştirmeye bağlı vektörel bir büyüklüktür.
4
Referans noktası değişiminin konum vektörüne etkisini belirleme.
Bir noktanın konum vektörü, belirlenen referans noktasından o noktaya çizilen yönlü doğrudur. Eğer KK noktası referans noktası olarak kabul edilirse, MM noktasının konum vektörü, KK'den MM'ye çizilen vektör (yani yer değiştirme vektörü Δx\Delta\vec{x}) olur. Bu vektörün büyüklüğü de 10 m10\text{ m}'dir. Bu durumda III. öncül doğrudur.
Konum vektörü seçilen referans noktasına göre tanımlanır.

Key Concept

Alınan yol, yer değiştirme, konum vektörü, ortalama sürat ve ortalama hız arasındaki farklar ve bunların skaler/vektörel özellikleri.
Estimated Time:2m 0s
Question 35Question

Sürtünmesiz yatay bir buz pisti üzerinde yan yana durmakta olan 60 kg60\text{ kg} kütleli Ali ile 40 kg40\text{ kg} kütleli Burak, birbirlerini yatay doğrultuda iterek zıt yönlerde harekete geçiyorlar.

Buna göre; Ali ve Burak'ın birbirlerini itmesi ve sonrasındaki hareketleri süresince,

I. Ali'nin Burak'a uyguladığı kuvvetin büyüklüğü, Burak'ın Ali'ye uyguladığı kuvvetin büyüklüğüne eşittir.
II. İtme süresince Burak'ın ivmesinin büyüklüğü Ali'ninkinden fazladır.
III. Ali ve Burak'ın temasları kesildikten sonra, yatay düzlemdeki hareketleri boyunca hızları zamanla azalır.

yargılarından hangileri doğrudur?

Show answer & explanation

Answer: I ve II

Answer

I ve II yargıları doğrudur.
Doğru cevap, birinci ve ikinci yargıların doğru, üçüncü yargının ise yanlış olduğunu gösteren seçenektir. Ali'nin Burak'a uyguladığı etki kuvveti ile Burak'ın Ali'ye uyguladığı tepki kuvveti eşit büyüklüktedir. Dinamiğin temel yasasına göre kuvvetler eşit büyüklükte olduğundan kütlesi küçük olan Burak'ın ivmesi Ali'ninkinden büyüktür. Sürtünmesiz ortamda temas kesildikten sonra net dış kuvvet sıfır olacağından eylemsizlik prensibi gereğince sporcular yavaşlamaz, sabit hızlı hareketlerine devam ederler.

Step-by-Step Solution

1
Etki-tepki yasasını uygulayarak Ali ve Burak'ın birbirine uyguladığı kuvvetleri karşıla��tırın.
Ali'nin Burak'a uyguladığı kuvvet ile Burak'ın Ali'ye uyguladığı kuvvet etki-tepki çiftidir. Newton'ın üçüncü yasasına göre, etki ve tepki kuvvetleri her zaman eşit büyüklükte ve zıt yönlüdür. Bu nedenle birinci yargı doğrudur.
Etki-tepki kuvvetlerinin büyüklük ilişkisini belirlemek.
2
Newton'ın ikinci yasasını (Fnet=maF_{net} = m \cdot a) kullanarak sporcuların ivmelerini karşılaştırın.
Ali ve Burak'ın birbirine uyguladığı kuvvetlerin büyüklüğü eşit (FF) olduğundan, her birine etki eden net yatay kuvvet FF büyüklüğündedir. a=F/ma = F/m bağıntısına göre kütlesi daha küçük olan Burak'ın (40 kg40\text{ kg}) ivmesi, kütlesi daha büyük olan Ali'nin (60 kg60\text{ kg}) ivmesinden daha büyük olur. Bu nedenle ikinci yargı doğrudur.
Kuvvet ve kütle değerlerinden yola çıkarak ivme karşılaştırması yapmak.
3
Eylemsizlik yasasını (Newton'ın birinci yasası) kullanarak temas kesildikten sonraki hareketi inceleyin.
Temas kesildikten sonra yatayda etki eden herhangi bir sürtünme kuvveti olmadığından sporcular üzerindeki net yatay dış kuvvet sıfırdır. Newton'ın birinci yasası gereğince net kuvvet sıfır olduğunda cisimler sabit hızlı hareketlerini sürdürürler. Bu nedenle hızları zamanla azalmaz, sabit kalır; üçüncü yargı yanlıştır.
Sürtünmesiz yatay düzlemde net kuvvet sıfır olduğundaki hareket durumunu belirlemek.

Key Concept

Newton'ın Hareket Yasaları (Eylemsizlik, Dinamiğin Temel Prensibi, Etki-Tepki)
Estimated Time:2m 0s
Question 36Question

Koordinat sisteminin orijini O(0,0)O(0,0) referans noktası olarak kabul edildiği yatay düzlemde, bir oyuncak araba başlangıçta K(3,4)K(-3, -4) noktasındadır. Bu araba sırasıyla önce doğuya (pozitif x yönünde) 11 m11\text{ m}, ardından kuzeye (pozitif y yönünde) 6 m6\text{ m} yol alarak LL noktasına ulaşıyor. Arabanın bu hareketi toplam 10 s10\text{ s} sürmektedir.

Buna göre, arabanın hareketine ait aşağıdaki büyüklükleri en küçükten en büyüğe doğru sıralayınız.

Drag items to arrange them in the correct order

Show answer & explanation

Answer

Büyüklüklerin en küçükten en büyüğe doğru doğru sıralanışı: Arabanın ortalama hızının büyüklüğü, arabanın ortalama sürati ve son olarak L noktasının P noktasına göre konum vektörünün büyüklüğü şeklindedir (II < I < III).
Ortalama hızın büyüklüğü hesaplanırken yer değiştirme kullanılır ve bu değer doğrusal olmayan yörüngeler nedeniyle alınan yoldan küçüktür. Dolayısıyla ortalama hızın büyüklüğü (yaklaşık 1.25 m/s), ortalama süratten (1.7 m/s) daha küçüktür. L noktasının P referans noktasına göre konum vektörünün büyüklüğü ise 3-4-5 üçgeninin katları (6-8-10) kullanılarak 10 m olarak hesaplanır. Bu değerler karşılaştırıldığında en küçük değer ortalama hız büyüklüğü, en büyük değer ise konum vektörü büyüklüğü olur.

Step-by-Step Solution

1
Arabanın aldığı toplam yolu (alınan yol) hesaplamak.
11 m+6 m=17 m11\text{ m} + 6\text{ m} = 17\text{ m}
Alınan yol, hareketlinin izlediği yörüngenin toplam uzunluğudur ve skaler bir büyüklüktür.
2
Arabanın yer deği��tirme vektörünü ve büyüklüğünü bulmak.
Başlangıç noktası K(3,4)K(-3, -4) ve bitiş noktası L(8,2)L(8, 2)'dir. Yer değiştirme vektörü: Δx=(8(3))i^+(2(4))j^=11i^+6j^\vec{\Delta x} = (8 - (-3))\hat{i} + (2 - (-4))\hat{j} = 11\hat{i} + 6\hat{j} olur. Büyüklüğü: Δx=112+62=157 m12.53 m|\vec{\Delta x}| = \sqrt{11^2 + 6^2} = \sqrt{157}\text{ m} \approx 12.53\text{ m}'dir.
Yer değiştirme, ilk konumdan son konuma çizilen en kısa yönlü doğrudur ve vektörel bir büyüklüktür.
3
Ortalama sürat ve ortalama hız büyüklüklerini hesaplamak.
Ortalama sürat: vsu¨rat=17 m10 s=1.7 m/sv_{\text{sürat}} = \frac{17\text{ m}}{10\text{ s}} = 1.7\text{ m/s}. Ortalama hız büyüklüğü: vhız=12.53 m10 s1.25 m/sv_{\text{hız}} = \frac{12.53\text{ m}}{10\text{ s}} \approx 1.25\text{ m/s} olur.
Ortalama sürat skaler bir nicelik olup alınan yolun zamana oranıyla; ortalama hız ise vektörel bir nicelik olup yer değiştirmenin zamana oranıyla bulunur.
4
L noktasının, P(2, -6) referans noktasına göre konum vektörünün büyüklüğünü hesaplamak.
Konum vektörü: xL/P=(82)i^+(2(6))j^=6i^+8j^\vec{x}_{L/P} = (8 - 2)\hat{i} + (2 - (-6))\hat{j} = 6\hat{i} + 8\hat{j} olur. Büyüklüğü: xL/P=62+82=10 m|\vec{x}_{L/P}| = \sqrt{6^2 + 8^2} = 10\text{ m}'dir.
Konum vektörü, seçilen referans noktasından cismin bulunduğu noktaya doğru çizilen yönlü doğrudur.
5
Hesaplanan büyüklükleri karşılaştırıp sıralamak.
1.25<1.7<101.25 < 1.7 < 10 olduğundan doğru sıralama II < I < III şeklindedir.
Elde edilen sayısal değerlerin büyüklük sıralaması doğrulanmıştır.

Key Concept

Konum, alınan yol, yer değiştirme, sürat ve hız kavramlarının farkları ile referans noktasına göre konum vektörünün belirlenmesi.
Estimated Time:2m 30s
Question 37Question

Yatay ve sürtünmeli bir zemin üzerinde durmakta olan bir cisme, statik sürtünme kuvvetinin maksimum değerinden daha küçük ve yatay doğrultuda bir dış kuvvet uygulandığında, cisme etki eden statik sürtünme kuvvetinin b��yüklüğü yüzeyin statik sürtünme katsayısı ile cismin yüzeye uyguladığı dik kuvvetin çarpımına eşit olur.

Show answer & explanation

Answer: False

Answer

Durgun bir cisme etki eden statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğü, uygulanan dış kuvvet statik sürtünmenin limit değerinden küçük olduğu sürece, statik sürtünme katsayısı ile normal kuvvetin çarpımına (ksNk_s \cdot N) değil, doğrudan uygulanan yatay kuvvete eşittir. Bu nedenle ifade yanlıştır.
Yatay zeminde hareketsiz duran bir cisme uygulanan yatay kuvvet statik sürtünmenin maksimum değerini aşmadığı sürece cisim dengededir. Net kuvvetin sıfır olması gerektiğinden, statik sürtünme kuvveti uygulanan kuvvete eşit büyüklüktedir.

Step-by-Step Solution

1
Cisme etki eden kuvvetlerin ve cismin hareket durumunun belirlenmesi
Cismin durgun (hareketsiz) kaldığı belirlenir.
Uygulanan dış kuvvet, statik sürtünme kuvvetinin alabileceği maksimum değerden (limit değerden) küç��k olduğu için cisim harekete geçemez.
2
Denge durumuna göre yatay doğrultudaki net kuvvet analizinin yapılması
Yatay doğrultudaki net kuvvet sıfır olmalıdır: Fnet=Ffs=0fs=FF_{net} = F - f_s = 0 \Rightarrow f_s = F.
Newton'ın Birinci Hareket Yasası uyarınca, durmakta olan bir cismin eylemsizliğini koruması (durmaya devam etmesi) için üzerine etki eden net yatay kuvvet sıfır olmalıdır.
3
Statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğünün maksimum statik sürtünme formülü ile karşılaştırılması
Statik sürtünme kuvvetinin gerçek değeri uygulanan yatay kuvvete (FF) eşittir ve ksNk_s \cdot N limit değerinden küçüktür (fs<ksNf_s < k_s \cdot N).
ksNk_s \cdot N çarpımı statik sürtünmenin alabileceği maksimum sınırı belirler; cisim durduğu sürece etki eden sürtünme kuvveti bu sabit değere değil, her an uygulanan dış kuvvete bağlı olarak değişir.

Key Concept

Statik sürtünme kuvvetinin değişkenliği ve maksimum sınır değeri kavramı
Question 38Question

Doğrusal bir yolda hareket eden cisimlerin çeşitli hareket durumları ile bu durumlara ait grafik özelliklerinin eşleştirilmesi istenmektedir.

Buna göre, sol sütunda verilen hareket tanımlarını sağ sütunda verilen doğru grafik özellikleri ile eşleştiriniz.

Click a left item, then click its matching right item

Items

Başlangıçta x=10 mx = -10\text{ m} konumunda bulunup sabit +2 m/s+2\text{ m/s} hızla düzgün doğrusal hareket yapan bir cismin konum-zaman (xtx-t) grafiği
Başlangıçta x=+20 mx = +20\text{ m} konumunda bulunup sabit 4 m/s-4\text{ m/s} hızla düzgün doğrusal hareket yapan bir cismin hız-zaman (vtv-t) grafiği
Doğrusal yolda pozitif yönde sabit hızla giderken durup bekleyen, ardından sabit hızla başlangıç konumuna geri dönen cismin konum-zaman (xtx-t) grafiği
Başlangıçta yan yana olan ve zıt yönlerde aynı sabit süratle düzgün doğrusal hareket yapan iki aracın aralarındaki mesafenin zamana göre grafiği

Matches

Show answer & explanation

Answer

Sol sütundaki her bir hareket tanımı, sağ sütundaki sırasıyla kendi numarasına denk gelen grafik özellikleriyle eşleşir: 1 - 1, 2 - 2, 3 - 3, 4 - 4.
Sol sütundaki hareket tanımları, hız ve konum grafiklerinin temel fiziksel ilkelerine göre sağ sütundaki grafik özellikleri ile birebir eşleşmektedir.

Step-by-Step Solution

1
Birinci hareketlinin konum denklemini yazma ve grafiği analiz etme
x(t)=10+2tx(t) = -10 + 2t konum denklemine sahip hareketlinin t=0t = 0'da konumu 10 m-10\text{ m}'dir ve t=5 st = 5\text{ s}'de sıfır olur.
Konum-zaman grafiğinin başlangıç noktasını ve zaman eksenini kestiği anı belirlemek için.
2
İkinci hareketlinin hız-zaman grafiğini belirleme
Hız sabit ve 4 m/s-4\text{ m/s} olduğu için hız-zaman grafiği zaman ekseninin altında yatay bir doğrudur.
Düzgün doğrusal harekette hızın zamanla değişmediğini ve işaretinin yönünü gösterdiğini uygulamak için.
3
Üçüncü hareketlinin aşamalı hareketini konum-zaman grafiğine aktarma
Sırasıyla pozitif eğimli, eğimsiz (yatay) ve negatif eğimli grafik parçaları elde edilir.
Konum-zaman grafiğinin eğiminin hıza eşit olduğunu kullanarak hareket yönünü ve durma durumunu göstermek için.
4
Zıt yönlü hareketlilerin aralarındaki mesafeyi analiz etme
Mesafe zamana bağlı olarak d(t)=2vtd(t) = 2v \cdot t şeklinde düzgün artar, başlangıçta sıfırdır.
Zıt yönlü sabit hızlı hareketliler arasındaki mesafenin zamanla değişim karakteristiğini belirlemek için.

Key Concept

Düzgün doğrusal harekette konum-zaman ve hız-zaman grafiklerinin yorumlanması, grafik eğimi ile alan ilişkileri
Question 39Question

Yatay ve sürtünmeli bir zemin üzerinde durmakta olan 5 kg5\text{ kg} kütleli bir koliyi harekete geçirmek isteyen bir işçi, koliye yola paralel doğrultuda sırasıyla 15 N15\text{ N} ve 30 N30\text{ N} büyüklüğünde yatay kuvvetler uyguluyor.

Koli ile zemin arasındaki statik sürtünme katsayısı ks=0,5k_s = 0,5, kinetik sürtünme katsayısı ise kk=0,4k_k = 0,4 olduğuna göre;

I. Koliye 15 N15\text{ N} büyüklüğünde kuvvet uygulandığında koliye etki eden sürtünme kuvvetinin büyüklüğü 25 N25\text{ N} olur.
II. Koliye 15 N15\text{ N} büyüklüğünde kuvvet uygulandığında koliye etki eden sürtünme kuvvetinin büyüklüğü 15 N15\text{ N} olur.
III. Koliye 30 N30\text{ N} büyüklüğünde kuvvet uygulandığında koliye etki eden sürtünme kuvvetinin b��yüklüğü 20 N20\text{ N} olur.

yargılarından hangileri doğrudur?

(Yer çekimi ivmesini g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2 alınız.)

Show answer & explanation

Answer: II ve III

Answer

II ve III öncüllerinin yer aldığı seçenek doğrudur.
Koliye etki eden maksimum statik sürtünme kuvveti 25 N25\text{ N}'dur. Koliye uygulanan 15 N15\text{ N}'luk kuvvet bu sınırı aşamadığı için koli hareketsiz kalır ve dengenin sağlanması için koliye etki eden statik sürtünme kuvveti uygulanan kuvvete eşit, yani 15 N15\text{ N} büyüklüğünde olur. Koliye 30 N30\text{ N}'luk kuvvet uygulandığında ise maksimum statik sınır aşılır ve koli harekete geçer. Hareket halindeki koliye etki eden kinetik sürtünme kuvveti 20 N20\text{ N} büyüklüğündedir. Bu sebeple ikinci ve üçüncü öncüller doğrudur.

Step-by-Step Solution

1
Koliyi harekete geçirebilecek maksimum statik sürtünme kuvveti limitini (fs,maxf_{s,\max}) hesaplayınız.
fs,max=ks×N=ks×(mg)=0,5×(5×10)=25 Nf_{s,\max} = k_s \times N = k_s \times (m \cdot g) = 0,5 \times (5 \times 10) = 25\text{ N}
Uygulanan yatay kuvvetin koliyi harekete geçirip geçiremeyeceğini belirlemek amacıyla statik sürtünmenin alabileceği en büyük değeri bulmamız gerekir.
2
İlk durumda (15 N15\text{ N} yatay kuvvet uygulandığında) kolinin hareket durumunu ve koliye etki eden sürtünme kuvvetini analiz ediniz.
Uygulanan kuvvet (15 N15\text{ N}), maksimum statik sürtünme kuvvetinden (25 N25\text{ N}) küçük olduğu için koli harekete geçemez ve dengede kalır. Bu durumda koliye etki eden statik sürtünme kuvveti, uygulanan yatay kuvvete eşit büyüklükte olur: fs=15 Nf_s = 15\text{ N}. Dolayısıyla birinci öncül yanlış, ikinci öncül doğrudur.
Harekete geçmemiş dengedeki cisimlerde statik sürtünme kuvveti, net kuvveti sıfırlayacak şekilde uygulanan yatay dış kuvvete her zaman eşit büyüklüktedir.
3
İkinci durumda (30 N30\text{ N} yatay kuvvet uygulandığında) kolinin hareket durumunu ve koliye etki eden sürtünme kuvvetini analiz ediniz.
Uygulanan kuvvet (30 N30\text{ N}), maksimum statik sürtünme kuvvetinden (25 N25\text{ N}) büyük olduğu için koli harekete geçer. Hareket halindeki koliye kinetik sürtünme kuvveti etki eder: fk=kk×N=0,4×(5×10)=20 Nf_k = k_k \times N = 0,4 \times (5 \times 10) = 20\text{ N}. Dolayısıyla üçüncü öncül doğrudur.
Cisim harekete geçtikten sonra etki eden sürtünme kuvveti kinetik sürtünmedir ve kinetik sürtünme katsayısı ile normal kuvvetin çarpımına eşittir.

Key Concept

Statik sürtünme kuvvetinin maksimum değeri sadece harekete geçiş sınırını belirler; cisim hareketsizken sürtünme kuvveti uygulanan kuvvete eşittir. Harekete geçtikten sonra ise kinetik sürtünme kuvveti etki eder.
Question 40Question

Doğrusal bir pistte hareket eden bir koşucu, önce doğu yönünde 80 m80\text{ m} mesafeyi 8 s8\text{ s} sürede koşmuş, ardından hiç durmadan geri dönerek batı yönünde 20 m20\text{ m} mesafeyi 2 s2\text{ s} sürede koşmuştur.

Buna göre, koşucunun tüm hareketi boyunca ortalama hızının büyüklüğü kaç m/s\text{m/s}'dir?

Show answer & explanation

Answer: 6

Answer

Koşucunun tüm hareketi boyunca ortalama hızının büyüklüğü 6 m/s6\text{ m/s}'dir.
Koşucunun hareketi tek bir doğru üzerinde gerçekleşmektedir. Doğu yönünü pozitif (+), batı yönünü negatif (-) yön kabul edersek; koşucunun ilk konumundan son konumuna olan net yer değiştirmesi Δx=+80 m20 m=+60 m\Delta x = +80\text{ m} - 20\text{ m} = +60\text{ m} olur. Tüm bu hareket boyunca geçen toplam süre ise 8 s+2 s=10 s8\text{ s} + 2\text{ s} = 10\text{ s}'dir. Ortalama hız, toplam yer değiştirmenin toplam zamana oranı olarak tanımlandığından, büyüklüğü vort=60 m/10 s=6 m/sv_{\text{ort}} = 60\text{ m} / 10\text{ s} = 6\text{ m/s} olarak elde edilir.

Step-by-Step Solution

1
Koşucunun net yer değiştirmesini hesaplama
Yer değiştirme: Δx=80 m20 m=60 m\Delta x = 80\text{ m} - 20\text{ m} = 60\text{ m} (doğu yönünde)
Ortalama hız yer değiştirmeye bağlıdır. Koşucu doğuya gidip batıya döndüğü için yer değiştirme bu iki mesafenin farkıdır.
2
Toplam geçen süreyi hesaplama
Toplam süre: Δt=8 s+2 s=10 s\Delta t = 8\text{ s} + 2\text{ s} = 10\text{ s}
Tüm hareket boyunca geçen toplam süreyi bulmak için iki aralıktaki süreler toplanır.
3
Ortalama hızın büyüklüğünü hesaplama
vort=ΔxΔt=60 m10 s=6 m/sv_{\text{ort}} = \frac{\Delta x}{\Delta t} = \frac{60\text{ m}}{10\text{ s}} = 6\text{ m/s}
Ortalama hızın büyüklüğü, net yer değiştirme miktarının toplam geçen süreye bölünmesiyle bulunur.

Key Concept

Ortalama hız, birim zamandaki yer değiştirmedir ve vektörel bir büyüklüktür. Ortalama sürat ise birim zamanda alınan yoldur ve skalerdir.
PreviousPage 2 / 3Next
Hareket ve Kuvvet Practice Questions — YKS TYT (Temel Yeterlilik Testi) — Page 2 | Examkin