Examkin

Soru

Zorluk: OrtaNewton'ın Hareket Yasaları

Düşey bir duvar yüzeyinde bulunan 2 kg2\text{ kg} kütleli bir bloğa, duvara dik doğrultuda 30 N30\text{ N} büyükl��ğünde yatay F⃗\vec{F} kuvveti şekildeki gibi uygulanmaktadır.

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 olduğuna göre, blok serbest bırakıldıktan sonra ivmesinin büyüklüğü kaç m/s2\text{m/s}^2 olur? (g=10 m/s2g = 10\text{ m/s}^2 alınız.)

  1. A
    0
  2. B
    2,5
  3. 4Cevap
  4. D
    5
  5. E
    6

Cevap

Bloğun ivmesinin büyüklüğü 4 m/s24\text{ m/s}^2 olur.
Bloğun ağırlığı (20 N20\text{ N}), maksimum statik sürtünme kuvveti olan 15 N15\text{ N} değerinden büyük olduğu için blok aşağı doğru kayar. Kayma hareketi sırasında bloğa etki eden kinetik sürtünme kuvveti fk=0,4×30=12 Nf_k = 0,4 \times 30 = 12\text{ N} olur. Düşey doğrultudaki net kuvvet 20−12=8 N20 - 12 = 8\text{ N} olup, bloğun ivmesi a=8/2=4 m/s2a = 8 / 2 = 4\text{ m/s}^2 olarak elde edilir.

Adım Adım Çözüm

1
Bloğun ağırlığını ve duvara uygulanan normal kuvveti belirleme.
Bloğun ağırlığı G=mg=2×10=20 NG = mg = 2 \times 10 = 20\text{ N} (aşağı doğru). Duvarın uyguladığı normal (tepki) kuvveti N=F=30 NN = F = 30\text{ N} (yatay doğrultuda).
Sürtünme kuvvetinin sınırlarını belirlemek ve hareket yönündeki kuvvetleri analiz etmek için.
2
Maksimum statik sürtünme kuvvetini hesaplama ve bloğun hareket durumunu kontrol etme.
Maksimum statik sürtünme kuvveti fs,max=μs×N=0,5×30=15 Nf_{s,\text{max}} = \mu_s \times N = 0,5 \times 30 = 15\text{ N} olarak bulunur. Bloğun ağırlığı (20 N20\text{ N}), maksimum statik sürtünme kuvvetinden (15 N15\text{ N}) büyük olduğu için blok aşağı doğru kayarak harekete başlar.
Bloğun dengede kalıp kalmayacağını veya kayıp kaymayacağını belirlemek için.
3
Hareket halindeki bloğa etki eden kinetik sürtünme kuvvetini hesaplama.
Kinetik sürtünme kuvveti fk=μk×N=0,4×30=12 Nf_k = \mu_k \times N = 0,4 \times 30 = 12\text{ N} (yukarı doğru).
Kayan cisimlere statik değil, kinetik sürtünme kuvveti etki ettiği için.
4
Düşey doğrultudaki net kuvveti ve bloğun ivmesini hesaplama.
Fnet=G−fk=20−12=8 NF_{\text{net}} = G - f_k = 20 - 12 = 8\text{ N} (aşağı doğru). Dinamiğin temel prensibine göre ivme: a=Fnetm=82=4 m/s2a = \frac{F_{\text{net}}}{m} = \frac{8}{2} = 4\text{ m/s}^2 olarak bulunur.
Net kuvvet yardımıyla cismin ivmesini bulmak için.

Anahtar Kavram

Statik ve kinetik sürtünme kuvvetleri arasındaki fark ile düşey duvardaki normal kuvvetin belirlenmesi.
Bu soruyu puanla

Konular

Newton'ın Hareket Yasaları

Bu konudan daha fazla soru