Soru : Sürtünmelerin ihmal edildiği yatay düzlemdeki 8 kg kütleli L cisminin üzerine 4 kg kütleli K cismi konulmuş ve L cismine düzleme paralel F kuvveti
uygulanmıştır. Sadece mK ve mL kütleli cisimlerin arası sürtünmeli olup sürtünme
katsayısı 0,2’dir.
Buna göre K cismini kaydırmadan L cismiyle birlikte hareket ettirebilen F
kuvvetinin büyüklüğü en fazla kaç N olur? (g = 10 m/s2 alınız.)
Ödev cevabı kısaca : Kütleleri mK ve mL olan cisimler arasındaki sürtünme kuvvetini hesaplamak için aşağıdaki formülü kullanabiliriz:
Fs = μ * N
Burada:
- Fs sürtünme kuvvetini,
- μ sürtünme katsayısını,
- N normal kuvveti temsil eder.
Normal kuvvetini hesaplamak için de aşağıdaki formülü kullanabiliriz:
N = m * g
Burada:
- m cismin kütlesini,
- g yerçekimini (10 m/s²) temsil eder.
Öncelikle normal kuvvetleri hesaplayalım:
N(K) = m(K) * g = 4 kg * 10 m/s² = 40 N N(L) = m(L) * g = 8 kg * 10 m/s² = 80 N
Şimdi sürtünme kuvvetlerini hesaplayalım:
Fs(K) = μ * N(K) = 0,2 * 40 N = 8 N Fs(L) = μ * N(L) = 0,2 * 80 N = 16 N
Şimdi K cismini kaydırmadan L cismini hareket ettirmek için uygulanması gereken en fazla F kuvvetini hesaplayabiliriz. Bu kuvvet, sürtünme kuvvetlerini aşmamalıdır. Yani:
F ≤ Fs(K) + Fs(L)
F ≤ 8 N + 16 N F ≤ 24 N
Sonuç olarak, K cismini kaydırmadan L cismini hareket ettirebilmek için uygulanması gereken en fazla F kuvveti 24 N'dir.