Examkin

Soru

Zorluk: OrtaNewton'ın Hareket Yasaları

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?

  1. A
    Yalnız I
  2. B
    Yalnız II
  3. C
    I ve II
  4. I ve IIICevap
  5. E
    I, II ve III

Cevap

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.

Adım Adım Çözüm

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.

Anahtar Kavram

Etki-tepki kuvvet çiftlerinin büyüklük eşitliği ve ivmeli/sabit hızlı hareketlerde net kuvvet analizi.
Tahmini Süre:2m 0s
Bu soruyu puanla

Konular

Newton'ın Hareket Yasaları

Bu konudan daha fazla soru