Examkin

Soru

Zorluk: OrtaKatı Basıncı ve Basınç Kuvveti

Ağırlığı GG, taban alanı SS olan homojen KK prizması ile ağırlığı 2G2G, taban alanı 2S2S olan homojen LL prizması yatay bir zemin üzerinde üst üste konulmuştur. Sistem Şekil I'de LL cismi altta, Şekil II'de ise KK cismi altta olacak şekilde dengelenmiştir.

Buna göre, sistem Şekil I'deki durumdan Şekil II'deki duruma getirildiğinde zemine uygulanan toplam basınç (PP) ve toplam basınç kuvveti (FF) nasıl değişir?

  1. Zemine etki eden toplam basınç iki katına çıkar, toplam basınç kuvveti ise değişmez.Cevap
  2. B
    Zemine etki eden toplam basınç değişmez, toplam basınç kuvveti üç katına çıkar.
  3. C
    Zemine etki eden toplam basınç yarıya iner, toplam basınç kuvveti değişmez.
  4. D
    Zemine etki eden hem toplam basınç hem de toplam basınç kuvveti iki katına çıkar.
  5. E
    Zemine etki eden toplam basınç iki katına çıkar, toplam basınç kuvveti üçte birine iner.

Cevap

Zemine etki eden toplam basınç iki katına çıkar, toplam basınç kuvveti ise değişmez.
Zemine etki eden basınç kuvveti, sistemin toplam ağırlığına (3G3G) eşittir ve konum değişimiyle ağırlık değişmediğinden basınç kuvveti sabit kalır. Basınç ise birim yüzeye düşen dik kuvvet olduğundan, ilk durumda PI=3G2SP_I = \frac{3G}{2S} iken, ikinci durumda temas yüzeyi SS olduğu için PII=3GSP_{II} = \frac{3G}{S} olur; yani basınç iki katına çıkar.

Adım Adım Çözüm

1
Şekil I'deki durum için toplam ağırlığı ve zemine temas eden yüzey alanını belirleme.
Toplam ağırlık Gtop=GK+GL=G+2G=3GG_{\text{top}} = G_K + G_L = G + 2G = 3G ve temas eden yüzey alanı LL cisminin taban alanı olan 2S2S'dir.
Başlangıç durumundaki basınç ve basınç kuvveti değerlerini tanımlamak.
2
Şekil II'deki durum için toplam ağırlığı ve zemine temas eden yüzey alanını belirleme.
Toplam ağırlık değişmeyip 3G3G kalır, ancak zemine temas eden yüzey alanı KK cisminin taban alanı olan SS olur.
Sistem ters çevrildiğinde temas eden yüzeyin ve toplam ağırlığın nasıl değiştiğini analiz etmek.
3
Her iki durumdaki değerleri formül yardımıyla karşılaştırma.
Şekil I'de FI=3GF_I = 3G ve PI=3G2SP_I = \frac{3G}{2S}'dir. Şekil II'de FII=3GF_{II} = 3G ve PII=3GSP_{II} = \frac{3G}{S}'dir. Sonuç olarak basınç kuvveti değişmemiş (FII=FIF_{II} = F_I), basınç ise iki katına çıkmıştır (PII=2PIP_{II} = 2P_I).
İlk ve son durumdaki fiziksel büyüklüklerin oranını bularak soruyu cevaplandırmak.

Anahtar Kavram

Katı basıncı (P=FSP = \frac{F}{S}), birim yüzeye dik etki eden kuvvet olup, katı basınç kuvveti (FF) ise yatay düzlemde cisimlerin toplam ağırlığına eşittir.
Bu soruyu puanla

Konular

Katı Basıncı ve Basınç Kuvveti

Bu konudan daha fazla soru