Soru: Birbirine iple bağlı 1 kg ve 4 kg kütleli K ve L cisimleri serbest bırakılıyor. Buna göre, K ve L cisimleri hareket ederken ipte oluşan gerilme kuvveti kaç N büyüklüğündedir? (Sürtünmeler önemsizdir; g = 10 m/s²)
Çözüm:
-
Kütlelerin Hareketi ve Hızlanma:
Toplam kütle m_{toplam} = m_K + m_L = 1 \text{ kg} + 4 \text{ kg} = 5 \text{ kg}
L cisminin çekmesiyle sistem ağırlık merkezine doğru hızlanır:
F_{net} = m_{toplam} \cdot aAşağı doğru hareket eden L cismi için net kuvvet:
F_{net} = m_L \cdot g - T -
Net Kuvvet ve İvme:
F_{net} = m_{toplam} \cdot a = m_L \cdot g - T
Buradan ivmeyi bulabiliriz:
a = \frac{m_L \cdot g}{m_{toplam}}a = \frac{4 \cdot 10}{5} = 8 \, \text{m/s}^2
-
Gerilme Kuvveti:
K cismi için dengeleyici kuvvet:
T - m_K \cdot g = m_K \cdot aT = m_K \cdot g + m_K \cdot a
T = 1 \cdot 10 + 1 \cdot 8 = 10 + 8 = 18 \, \text{N}
Sonuç:
Gerilme kuvveti 18 Newton büyüklüğündedir. Yani doğru cevap B şıkkıdır.