Newtonun ve

YKS TYT
1

17693500199463018781270026247037
17693500199463018781270026247037720×960 33.8 KB

2

Newton’un Hareket Yasaları Konulu Sürtünme Kuvveti Problemi Çözümü

Önemli Noktalar

  • Cismin ağırlığı (kütle × yerçekimi ivmesi) 2 kg × 10 m/s² = 20 N olarak hesaplanır.
  • Yüzeyin statik sürtünme katsayısı 0,8 olduğuna göre sürtünme kuvveti:
    Fs = k × N = 0,8 × 20 N = 16 N
  • Cismin harekete geçmesi için uygulanan kuvvetin bu 16 N’yi aşması gerekir.
  • 16 N sürtünme kuvveti hareketi engeller, bu yüzden cismin ivmesi sıfırdır.

Problem Analizi ve Doğru Cevap

  • I. Yargı: “Cisme etki eden sürtünme kuvveti 16 N’dur.”
    → Evet, doğru. Statik sürtünme kuvveti maksimum 16 N’dur.

  • II. Yargı: “Cismin ivmesi sıfırdır.”
    → Eğer harekete geçmemiş ise, net kuvvet sıfırdır → ivme sıfırdır. Doğru.

  • III. Yargı: “Cismin harekete geçebilmesi için uygulanması gereken minimum kuvvet 16 N’dur.”
    → Hareket için uygulanan kuvvet sürtünmeyi geçmeli yani >16 N olmalıdır. Minimum kuvvet 16 N değil, 16 N’dan büyük olmalıdır. Bu ifade hatalıdır.

Doğru Şık:

C) I ve II

Açıklamalı Çözüm

Bir cisim sürtünmeli yatay düzlemde duruyorsa:

  • Cismin ağırlığı:

    W = m \times g = 2 \times 10 = 20\, N

  • Normal kuvvet de 20 N’dur (yatay düzlemde yerçekimine eşit ve zıttır).

  • Statik sürtünme kuvveti maksimum:

    F_s = \mu_s \times N = 0.8 \times 20 = 16\, N

Bu sürtünme kuvveti, hareketi engelleyen kuvvettir. Eğer cisme 16 N’dan küçük bir kuvvet uygulansa hareket olmaz, ivme sıfırdır.

Eğer harekete başlamak için minimum kuvvet soruluyorsa, uygulanan kuvvet 16 N’dan biraz daha büyük olmalıdır. 16 N tam sınırdır, harekete geçmek için geçilmesi gerekir; yani ifade yanıltıcıdır.

:light_bulb: Pro Tip: Statik sürtünme kuvveti, harekete karşı koyan maksimum kuvvettir. Cismin hareketi başlamadan hemen önce sürtünme kuvveti uygulanan kuvvetle eşittir.

Sonraki Adımlar

Newton’un hareket yasaları ve sürtünme kuvveti konularında benzer soruların çözümlerini incelemek ister misiniz? Ya da sürtünme kuvveti ve kinetik sürtünme arasındaki farkları açıklamamı ister misiniz?

@Duru33

3

Soru: Yüzeyin statik sürtünme katsayısı 0,8 ve kütlesi 2 kg olan cismin I, II ve III numaralı ifadelerinden hangileri doğrudur?

Önemli Noktalar:

  • Statik sürtünme kuvveti, uygulanan kuvvete eşitlenir ancak büyüklüğü maksimumda $\mu_s N$’yi aşamaz.
  • Net kuvvet sıfırsa ivme mutlaka sıfırdır.
  • Hareketi başlatmak için gereken en küçük kuvvet, maksimum statik sürtünme kuvveti kadardır:
    F_{s_{\max}} = \mu_s \, m \, g.

II ve III ifadeleri doğrudur; doğru seçenek D) II ve III.

İçindekiler

  1. Analiz
  2. Statik Sürtünme Kuvveti
  3. Cismin İvmesi
  4. Hareketi Başlatmak İçin Gerekli Kuvvet
  5. Karşılaştırmalı Tablo
  6. Özet Tablosu
  7. SSS

Analiz

  • Cismin ağırlığı: N = m\,g = 2\cdot9{,}8 = 19{,}6\,\text{N}.
  • Maksimum statik sürtünme: F_{s_{\max}} = 0{,}8 \times19{,}6 \approx16\,\text{N}.
  • Şu an uygulanan dış kuvvet verilmemiş; sürtünme ancak uygulanacak kuvvete eşit olur.

Statik Sürtünme Kuvveti

Statik sürtünme sabit duran cisme, hareket ettirmeye çalışan her teşebbüse karşılık gösterir.

  • Uygulanan dış kuvvet F_{\text{uyg}} ≤ F_{s_{\max}} olduğu sürece F_s = F_{\text{uyg}}.
  • Uygulanan bir kuvvet yoksa F_s = 0.

Cismin İvmesi

Newton’un I. yasasına göre net kuvvet sıfırsa ivme de sıfırdır.

  • Dış kuvvet olmadığında tüm yatay bileşenler 0 ⇒ a = 0 ⇒ II doğrudur.

Hareketi Başlatmak İçin Gerekli Kuvvet

Hareketin başlangıcında statik sürtünme maksimum seviyesinde direnç gösterir.

F_{\min} = F_{s_{\max}} = \mu_s\,m\,g \approx16\,\text{N}.

Bu nedenle III doğru.

Karşılaştırmalı Tablo

Özellik Statik Sürtünme Kinetik Sürtünme
Kuvvet Türü F_s \le \mu_s N F_k = \mu_k N
Değer Uygulanan kuvvete bağlı Sabit (hareket boyunca)
Başlangıç Kuvveti \mu_s m g (maksimum) —
Hareketi Sürdürme — \mu_k m g (daha küçük)

Özet Tablosu

İfade No İçerik Doğru mu?
I Cisme etki eden sürtünme kuvveti 16 N’dur. Yanlış
II Cismin ivmesi sıfırdır. Doğru
III Hareketi başlatmak için gereken minimum kuvvet 16 N’dur. Doğru

SSS

  1. Statik sürtünme kuvveti nasıl bulunur?
    – F_{s_{\max}} = \mu_s N = \mu_s m g.
  2. Cismin harekete geçmesi neden statik sürtünmeden fazla kuvvet gerektirir?
    – Statik sürtünme, harekete başlamaya en yüksek direnç gösterir.
  3. Kinetik sürtünme ile statik sürtünme arasındaki fark nedir?
    – Statik sürtünme maksimum değere kadar değişir; kinetik sürtünme ise sabittir ve genelde küçüktür.
  4. Net kuvvetin sıfır olması ne anlama gelir?
    – Tüm hız bileşenlerinde değişim yoktur; ivme sıfırdır.

Bu konuya yönelik 3 örnek soru çözmek ister misiniz? @Duru33