Görseldeki fizik sorusu, sürtünme kuvveti ve Newton’un Hareket Yasaları ile ilgilidir. Soruyu incelediğimizde, 2 kg kütleli bir cisim ve yatay düzlem üzerinde bir kuvvet görüyoruz. Soruda, sürtünme kuvvetini ve cismin hareketini etkileyen faktörleri değerlendirmemiz gerekiyor.
Verilenler:
- Cisim kütlesi: 2 kg
- Yerçekimi ivmesi: g = 10 \, \text{m/s}^2
- Uygulanan kuvvet: 30 N
- Sürtünme katsayısını bulmamız isteniyor ve yatay düzlem üzerindeki sürtünme kuvveti soruluyor.
Hesaplama Adımları:
-
Yerçekimi Kuvveti:
Yerçekimi kuvveti (ağırlık) F_g = m \times g formülü ile hesaplanır:
[
F_g = 2 \times 10 = 20 , \text{N}
] -
Net Kuvvet ve İvmeyi Hesaplama:
Uygulanan kuvvet cismi hareket ettirebilir, ancak sürtünme kuvveti bu harekete zıt yönlü bir kuvvet uygular.
-
Sürtünme Kuvveti:
Newton’un ikinci yasasına göre, F = m \times a (net kuvvet = kütle \times ivme) şeklinde ifade edilir. Burada net kuvvet, uygulanan kuvvet ile sürtünme kuvveti arasındaki farktır:
[
F_{\text{net}} = F_{\text{uygulanan}} - F_{\text{sürtünme}}
]Ancak, ivme verilmeyen bir sorun, sürtünme kuvvetinin doğrudan verilmediğini düşündürür.
-
Sürtünme Kuvveti için Katsayı:
Ortalama sürtünme kuvveti formülü \mu \times F_g = F_{\text{sürtünme}} şeklindedir. Eğer cisim harekete yeni başlamış veya hızlanıyorsa, ivme 0 ise, bu durumda şöyledir:
[
\mu = \frac{F_{\text{uygulanan}}}{m \times g} \approx \frac{30}{20} = 1.5
]Ancak sürtünme kuvveti tam hareketin başlangıcında ivme yarattığı için özellikle hızlanmaya dair bilgi gerekebilir. Buradan \mu veya F_{\text{sürtünme}}'yi net biçimde bulabiliriz.
Sonuç:
Bu hesaplamalarda ivmenin, cismin başlangıçta harekete geçmesi veya sabit hızla hareket etmesi gibi ek bilgiler, daha kesin bir sonuç verebilir. Ancak basit düzlemde, uygulanan kuvvet cismi harekete geçirmezse, bu katsayı yüksek bir değerde olur. Her durumda, bu veri eksikliği çözümün belirsizlik yaratmasına yol açmaktadır.
Bu incelemeyi yaparken herhangi bir detay eklenebilir veya değiştirilebilir çünkü bilgi ile sınırlı kalıyoruz.
Sorunun nasıl çözülebileceğini anlamak veya düzeltmek için daha fazla bilgi gerekebilir.