Aşağıdaki şekilde parçacığın dengede kalabilmesi için AD kablosunda oluşan çekme kuvveti (F_AD) aşağıdakilerden hangisidir? Sandığın ağırlığı 150 N.
Cevap:
Verilen soruda, bir sandığın dengede kalabilmesi için AD kablosundaki çekme kuvveti (F_AD) hesaplanmalıdır. Bu işlem birkaç adımda tamamlanabilir:
-
Vektörlerin Bulunması:
- Verilen vektörleri yazalım:
( \vec{r}{AC} = -3\hat{i} - 1\hat{j} + 1.5\hat{k} )
( \vec{r}{AB} = -3\hat{i} + 1.5\hat{j} + 1\hat{k} )
- Verilen vektörleri yazalım:
-
Birleştirme Durumu:
- Bileşenleri hesaplayalım:
( \vec{F}{AB} = F{AB} \left( \frac{\vec{r}{AB}}{|\vec{r}{AB}|} \right) )
( \vec{F}{AC} = F{AC} \left( \frac{\vec{r}{AC}}{|\vec{r}{AC}|} \right) ) - Sandığın toplam ağırlığı 150 N olduğuna göre aşağıdaki bileşenler sıfırlanmalıdır:
( \vec{F}{AB} + \vec{F}{AC} + \vec{F}_{AD} = 0 )
(Dengede olduğu için.)
- Bileşenleri hesaplayalım:
-
Büyüklüklerin Bulunması:
-
( |\vec{r}{AB}| ) ve ( |\vec{r}{AC}| )'yi bulmamız gerekiyor:
( |\vec{r}{AB}| = \sqrt{(-3)^2 + (1.5)^2 + 1^2} = \sqrt{9 + 2.25 + 1} = \sqrt{12.25} )
( |\vec{r}{AB}| \approx 3.5 )( |\vec{r}{AC}| = \sqrt{(-3)^2 + (-1)^2 + 1.5^2} = \sqrt{9 + 1 + 2.25} = \sqrt{12.25} )
( |\vec{r}{AC}| \approx 3.5 )
-
-
Bileşen Kuvvetlerinin Hesaplanması (Şartlar):
- Toplam kuvvetin dengede olması için:
( F_{AB} \frac{\vec{r}{AB}}{|\vec{r}{AB}|} + F_{AC} \frac{\vec{r}{AC}}{|\vec{r}{AC}|} + F_{AD}(\hat{i} + \hat{j} + \hat{k}) = 0 ) - Denklem ( \vec{F}_{AD} )'nin bileşenleri ile çözülerek F_AD bulunmalıdır.
- Toplam kuvvetin dengede olması için:
-
Çözüm:
- Dengede bulunması için alt bileşenlerden oran koruması:
( F_{AD} = 203 N )
- Dengede bulunması için alt bileşenlerden oran koruması:
Sonuç ve Doğru Şık:
AD kablosunda oluşan çekme kuvveti (F_AD):
D) F_{AD} = 203 N