Examkin

Soru

Zorluk: KolayNewton'ın Hareket Yasaları

Yatay ve pürüzlü bir zemin üzerinde durmakta olan 5 kg5 \text{ kg} kütleli bir kutuya, yatay doğrultuda 15 N15 \text{ N} büyüklüğünde bir F⃗\vec{F} kuvveti uygulanmaktadır.

Kutu ile zemin arasındaki statik sürtünme katsayısı μs=05\mu_s = 0{}5, kinetik sürtünme katsayısı ise μk=04\mu_k = 0{}4 olduğuna göre, kutuya etki eden sürtünme kuvvetinin büyüklüğü kaç N\text{N}'dur?

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

  1. A
    10
  2. B
    20
  3. 15Cevap
  4. D
    25
  5. E
    35

Cevap

Kutuya etki eden sürtünme kuvvetinin büyüklüğü 15 N'dur.
Kutuya yatay doğrultuda etki eden 15 N büyüklüğündeki kuvvet, kutu ile zemin arasındaki maksimum statik sürtünme kuvveti olan 25 N değerinden küçüktür. Bu nedenle kutu eylemsizliğini korur ve durmaya devam eder. Durmakta olan bir cismin üzerindeki net kuvvet sıfır olmalıdır. Bu denge durumunun sağlanabilmesi için kutuya etki eden statik sürtünme kuvvetinin büyüklüğü, uygulanan dış kuvvete eşit yani 15 N olmalıdır.

Adım Adım Çözüm

1
Kutunun zeminle olan etkileşiminden doğan maksimum statik sürtünme kuvveti (fs,max⁡f_{s,\max}) hesaplanır.
fs,max⁡=μs⋅N=μs⋅m⋅g=05⋅50=25 Nf_{s,\max} = \mu_s \cdot N = \mu_s \cdot m \cdot g = 0{}5 \cdot 50 = 25 \text{ N}
Kutunun uygulanan kuvvet altında harekete geçip geçmeyeceğini belirlemek için sürtünmenin alabileceği sınır değer hesaplanmalıdır.
2
Uygulanan yatay kuvvet (15 N15 \text{ N}) ile maksimum statik sürtünme kuvveti (25 N25 \text{ N}) karşılaştırılır.
15 N<25 N15 \text{ N} < 25 \text{ N} olduğundan kutu harekete geçemez ve durmaya devam eder.
Yatay kuvvet, statik sürtünmenin sınır değerini aşamadığı için cismin hareket durumunda bir değişiklik yaratamaz.
3
Newton'ın birinci yasası (Eylemsizlik) gereği, durmakta olan kutuya etki eden net kuvvetin sıfır olması şartı kullanılarak statik sürtünme kuvveti (fsf_s) bulunur.
fs=F=15 Nf_s = F = 15 \text{ N}
Dengelenmiş kuvvetler etkisindeki cisimlerin durma durumunu koruyabilmesi için sürtünme kuvveti uygulanan kuvvete eşit ve zıt yönl�� olmalıdır.

Anahtar Kavram

Statik sürtünme kuvveti, cismi harekete geçirmeye çalışan kuvvete karşı koyar ve cisim hareket etmediği sürece uygulanan kuvvete eşit büyüklüktedir.
Tahmini Süre:1m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Newton'ın Hareket Yasaları

Bu konudan daha fazla soru