3. BÖLÜM DİNAMİK Şekil-II deki cisme etki eden sürtünme kuvveti, fs = k . N = 0,2 . (100 + 60) = 0,2 . 160 = 32 N olur. MODEL SORU - 1 DEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ 1. (–) 20 N (+) 6 m/s 20N 6 m/s Cismin ivmesi, 60° 53° K K 2N • 10 N • 10N a2 = 12N L cismi uygulanan net kuvvet cismi önce Fnet 80 – 32 48 2 = = = 4, 8 m/s olur. m 10 10 Cisimlerin ivmeleri oranı, a 1 7, 2 3 olur. = = a 2 4, 8 2 (+) yönde yavaşlatır. Cisim durduktan sonra (–) yönde CEVAP D hızlanır. Cismin ivmesi, aK = Fnet 10 – 2 8 2 = = = 4 m/s olur. mK 2 2 3. a(m/s2) L cismine uygulanan net kuvvet cismi önce (–) yönde yavaşlatır. Cisim durduktan sonra (+) yön- 5 de hızlanır. Cismin ivmesi, aL = Fnet 12 – 10 2 2 = = = 1m/s olur. mL 2 2 İvmelerin büyüklükleri oranı, aK 4 = =4 aL 1 fs=5 İvme-kuvvet grafiğinin eğimi olur. F(N) α 0 15 1 değerine eşittir. kütle Bu durumda kütle, 15 – 5 10 m= = = 2 kg olur. 5 5 CEVAP D Grafikten sürtünme kuvveti 5N, yüzeyin sürtünme katsayısı ise, 2. 60N 100N 37° fs = kmg 5 = k.2.10 1 k= = 0,25 olur. 4 80N fs CEVAP C G=100N fiekil- I Şekil-I deki cisme etki eden sürtünme kuvveti, fs = k . N = 0,2 . (100 – 60) = 0,2 . 40 = 8 N olur. m=5kg . 4 |F|=30N yatay düzlem k=0,2 Cismin ivmesi, a1 = 4. Fnet 80 – 8 72 2 = = = 7, 2 m/s olur. m 10 10 Cisme etki eden sürtünme kuvveti, fs = k.mg = 0,2.5.10 = 10 N olur. 80N 37° Cismin ivmesi, F – fs 30 – 10 20 a= = = = 4 m/s2 olur. 5 5 m fs 6 saniye sonra cismin hızı, 60N G=100N fiekil- II V = a.t = 4.6 = 24 m/s olur. CEVAP D KUVVET VE HAREKET 37 5. m=5kg . K L M KL arasında, a1 = F m 4= F 5 MODEL SORU - 2 DEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ yatay düzlem ➞ F 1. 3kg LM arasında, T K F – fs m 20 – fs 2= 5 • a2 = F = 20 N olur. ip 2kg L . 4 IFI=20N yatay düzlem Sistemin ivmesi; a= fs = 10 N olur. LM arasında cisim ile yatay düzlem arasındaki Fnet 2 F 20 20 = = = = 4 m/s olur. /m m K + m L 3 + 2 5 T gerilme kuvvetinin büyüklüğü, sürtünme katsayısı, T = m K .a = 3.4 = 12 N olur. fs = k.m.g CEVAP D 10 = k.5.10 k = 0,2 olur. CEVAP B 2. Sistemin ivmesi, düfley T – GL = mL.a F 24 – 20 = 2.a . 4 = 2a 6. h›z • +a j 0 • • –j • t –a I II III •t •2t ip GK=30N F – (GK + GL) = (mK + mL).a •3t zaman F – (30 + 20) = (3 + 2).2 • mK=3kg H.Y F kuvvetinin büyüklüğü, • •3t zaman 0• •2t K a = 2 m/s2 olur. ivme T L mL=2kg F – 50 = 10 F = 60 N olur. Aracın ivme-zaman grafiği şekildeki gibidir. İvme GL=20N CEVAP C ile kuvvet doğru orantılı olduğundan ivme-zaman grafiğini kuvvet-zaman grafiği gibi düşünebiliriz. I ve II zaman aralıklarında araca etkiyen net kuv- 3. 1kg T 4kg . vet aynı yönlüdür. yatay düzlem I I. yargı doğrudur. I ve III zaman aralıklarında araca etkiyen net kuv- 4kg T 1kg . vet hareket yönüne zıt yöndedir. II zaman aralığında net kuvvet, hız ve yer değiştir- 2kg me vektörleri aynı yönlüdür. T III III. yargı doğrudur. CEVAP E ➞ F2 yatay düzlem II II. yargı doğrudur. ➞ F1 3kg . ➞ F3 yatay düzlem İplerdeki gerilme kuvvetleri eşit olduğundan cisimlerin ivmeleri ve kuvvetler, Şekil-I de, Sistemin ivmesi ve ipteki T gerilme kuvveti, a1 = F1 5 T = 1.a1 = 1. 38 KUVVET VE HAREKET F1 olur. 5 5. Şekil-II de, tavan . Sistemin ivmesi ve ipteki T gerilme kuvveti, a2 = F2 5 T = 4.a2 = 4. F2 olur. 5 T2 m L Şekil-III te, T1 a Sistemin ivmesi ve ipteki T gerilme kuvveti, M a m.g m K F a3 = 3 5 3m 3m.g m.g F T = 2.a3 = 2. 3 olur. 5 Sistemin ivmesi, T gerilme kuvvetleri eşit olduğuna göre, kuvvetle- a= FNET G M – (G L + G K) = mK + mL + mM Rm a= 3mg – (mg + mg) mg g olur. = = m + m + 3m 5m 5 rin büyüklükleri arasındaki ilişki, F1 4F2 2F3 = = 5 5 5 K cismine dinamiğin temel prensibi uygulandığında, F1 = 4F2 = 2F3 T1 – GK = mK . a F1 > F3 > F2 olur. CEVAP E T1 – mg = m . T1 = g 5 6 mg olur. 5 M cismine dinamiğin temel prensibi uygulandığında, GM – T2 = mM . a 4. 2m K ip m L 3mg – T2 = 3m 3m ip M . 4 F T2 = 3mg – yatay düzlem I. durumda sistemin ivmesinin büyüklüğü: a= FNET F F F = = = Rm m K + m L + m M 2m + m + 3m 6m olur. II. durumda sistemin ivmesinin büyüklüğü : › a = g 5 T2 = 3 mg 5 12 mg olur. 5 T1 ve T2 gerilme kuvvetleri taraf tarafa oranlanırsa, 6 mg T1 1 = 5 = olur. T2 12 2 mg 5 CEVAP C F F F = = olur. m L + m M m + 3m 4m Bulduğumuz ivmeler taraf tarafa oranlanacak olursa, F › › a 3 3 = 4m = & a = a olur. a F 2 2 6m CEVAP D KUVVET VE HAREKET 39 6. tavan MODEL SORU - 3 TEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ tavan . 1. ip T a1 T a1 L • ip T 3m 3mg 3m mg fiekil-I a2 2 ➞ FKL FLK Sistemin ivmesi, L a= 3mg fiekil-II Fnet 2 F 28 28 = = = = 4 m/s olur. 7 Rm m K + m L 3 + 4 K nin L ye uyguladığı kuvvet, FKL = mL.a = 4.4 = 16 N olur. Şekil-I deki sistemin ivmesi, a1 = L K yatay düzlem mg • ➞ K • m m m • K . ➞ IFI=28N a2 mL=4kg mK=3kg g 3mg – mg 2mg = = olur. 2 4m 4m CEVAP D Şekil-II de K cismine dinamiğin temel prensibi uygulandığında, 2. T = ma2 + mg olur. F K L . . FLK FKL yatay düzlem Sistemin ivmesi, a= 3ma 2 2 F net F F F olur. = = = Rm m K + m L 2m + 3m 5m L nin K ye uyguladığı kuvvetin büyüklüğü, K nin L 7a 2 g= 2 ye uyguladığı kuvvete eşit olduğundan, I FKLI = I FLKI 2g a2 = olur. 7 a1 ve a2 taraf tarafa oranlanırsa, g a1 7 = 2 = olur. 4 a2 2g 7 . ➞ L cismine dinamiğin temel prensibi uygulandığında, a 3mg – 2T = 3m. 2 2 3mg – 2ma2 – 2mg = mL=3m mK=2m T – mg = m.a2 FKL = mL.a = 3m. FLK = F 3 = F 5m 5 3 F olur. 5 CEVAP C CEVAP A 3. 4 F . mK=3m L K 4 FKL mL=5m mM=2m M 4 4 FLK FLM 4 FML yatay düzlem Sistemin ivmesi ile cisimlerin ivmeleri aynı olacağından, K nin L ye uyguladığı kuvvetin büyüklüğünün, M nin L ye uyguladığı kuvvetin büyüklüğüne oranı, FKL ^m L + m M h .a 5m + 2m 7m 7 olur. = = = = FML m M .a 2m 2m 2 CEVAP E 40 KUVVET VE HAREKET 4. mK=6kg mL=4kg K . . L |F1|=30N . . FKL FLK MODEL SORU - 4 TEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ |F2|=10N 1. yatay düzlem K Sistemin ivmesi, F F – F2 a = NET = 1 Rm mK + mL a= mL=6kg mL=2kg 4 |F|=20N . 4 FLM mK.amak = k.mK.g amak = 0,4.10 amak = 4 m/s2 olur. Cisimler birlikte hareket ettiğinden, F kuvvetinin büyüklüğü, M 4 amak = FML yatay düzlem 4= Sistemin ivmesi, a= a= FNET ∑m = F 4+6 F = 40 N olur. F CEVAP B 20 4+2+4 = 20 10 = 2 m/s 2 mL=6kg mK=4kg L K . . |F|=40N . FKL FLK fsK fsL yatay düzlem ➞ F mK=4kg . fs K L fs mL=6kg yatay düzlem Cisimler arasındaki sürtünme kuvvetinin büyüklüğü, = 0,3.4.10 = 12 N olur. K ve L cisimlerinin ortak hareket edebilecekleri en fsK = k.mK.g = 0,2.4.10 = 8 N büyük ivme, fsL = k.mL.g = 0,2.6.10 = 12 N olur. fs = mL.amak Sistemin ivmesi, F – (fsK + fsL) F a = NET = mK + mL Rm 12 = 6.amak amak = 2 m/s2 olur. 40 – (8 + 12) 40 – 20 20 = = = 2 m/s2 10 10 4+6 olur. K nin L ye uyguladığı kuvvetin büyüklüğü, FKL – fsL = mL.a Cisimleri birlikte hareket ettirebilecek F kuvveti, amak = 2= FKL – 12 = 6.2 FKL = 24 N olur. 2. fs = k.mK.g Cisimlere etki eden sürtünme kuvvetleri, a= Fnet F = Rm m K + m L mK + mL + mM olur. M nin L ye uyguladığı kuvvetin büyüklüğü L nin M ye uyguladığı kuvvetin büyüklüğüne eşit olacağından, FLM = FML = mM . a FML = 4.2 = 8N olur. CEVAP A 6. ➞ F Fey = fs mM=4kg . . L K . L K cisminin maksimum ivmesi, K nin L ye uyguladığı kuvvetin büyüklüğü, FKL – F2 = mL.a FKL – 10 = 4.2 FKL = 18 N olur. CEVAP A mK=4kg fs yatay düzlem 30 – 10 20 = = 2 m/s2 olur. 6+4 10 5. mK=4kg Fey=mK.amak CEVAP D Fnet F = Rm m K + m L F 4+6 F = 20 N olur. CEVAP B KUVVET VE HAREKET 41 3. 4 IFI=20N . fs K ve L cisimlerinin ortak hareket edebilecekleri en büyük ivme, mK=2kg fs K • L fs = mL.amak mL=4kg k=0 12 = 8.amak & amak = yatay düzlem K ve L cisimleri arasındaki sürtünme kuvveti, K ve L cisimlerini ortak hareket ettirebilecek en büyük kuvvet, fs = k.mK.g = 0,4.2.10 = 8N olur. Fmak = (mK + mL).amak K ve L cisimlerinin ivmelerinin büyüklükleri, aK = 3 m/s2 olur. 2 F – fs 20 – 8 12 2 = = = 6 m/s olur. mK 2 2 = (4 + 8). 3 2 = 6.3 f 2 8 a L = s = = 2 m/s olur. mL 4 = 18 N olur. CEVAP B CEVAP D 4. Fey . 6. mK=2kg K |F|=18N . L fs k=0,4 k=0,4 mL=3kg . fs F K cisminin düşmeden taşınabilmesi için sistemin ortak maksimum ivmesi, mK.amak = k.mK.g = 8 N olur. amak = 0,4.10 amak = 4 m/s2 olur. K cisminin düşmeden taşınabilmesi için F kuvvetinin en büyük değeri, Fmak = (mK + mL).amak Cisimlerin ortak hareket edebilecekleri maksimum kuvvet, f 8 amak = s = = 2 m/s2 4 mL Fmak = (mK + mL).amak = (2 + 4).2 = 12N olur. = (2 + 3).4 = 20 N olur. CEVAP C F > Fmak olduğundan cisimler ayrı ayrı hareket ederler. F – fs 18 – 8 10 aK = = = = 5 m/s2, 2 2 mK aL = . K L mK=4kg fs mL=8kg yatay düzlem K ve L cisimlerine etki eden sürtünme kuvveti, fs = k.mK.g = 0,3.4.10 = 12 N olur. 42 KUVVET VE HAREKET mL=4kg fs = k.mK.g = 0,4.2.10 fs fs L K ve L cisimlerine etki eden sürtünme kuvveti, Fey = fs F K yatay düzlem yatay düzlem 5. mK=2kg fs 8 = = 2 m/s2 olur. 4 mL CEVAP C MODEL SORU - 5 TEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ 1. 3. fs=10N T k=0 yatay düzlem T L yatay düzlem mL=3kg L mL=5kg k=0,2 . T K . mK=5kg GK=50N K mK=2kg L cismine etki eden sürtünme kuvveti, GK=20N fs = k.mL.g = 0,2.5.10 = 10 N olur. Sistemin ivmesi, Dinamiğin temel prensibi sisteme uygulanırsa, a= F mK g a = net = Rm m K + m L = 2 2.10 20 a= = = 4 m/s olur. 2+3 5 Fnet G –f = K s Rm m K + m L 2 50 – 10 40 = = 4 m/s olur. 5+5 10 K cismine dinamiğin temel prensibi uygulandığında, L cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, GK – T = mK.a 50 – T = 5.4 T = mL.a = 3.4 = 12 N olur. T = 30 N olur. CEVAP C 2. fs 2m L 2m K yatay düzlem CEVAP B mL 4. L . ➞ V M yatay düzlem K m Cisimler sabit hızla gidebilmesi için, net kuvvetin sıfır olması gerekir. Bu durumda, fs = GM k.4mg = mg k= 1 olur. 4 İlk durumda ivme 2 m/s2 ise kütleler arasındaki ilişki, F a1 = net Rm 2= m K .g mK + mL 2= m K .10 mK + mL 5mK = mK + mL 4mK = mL dir. II. durumda, __________ Kütleler yer değiştirildiğinde sistemin ivmesi, m L .g a2 = mK + mL L cismi alındığında sistemin ivmesi, Fnet mg – k2mg = Rm 3m 1 10 – .2.10 4 = 3 10 – 5 = 3 5 = m/s2 olur. 3 mK mK.g GM I. durumda, _________ . a= = 4m K .g m K + 4m K = 4.10 5 = 8 m/s2 olur. CEVAP D CEVAP E KUVVET VE HAREKET 43 5. mK MODEL SORU - 6 DAKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ ip K . 1. mK=2kg mL=2kg L 4 h=2m fs = k1.mK.g = 0,2.2.10 = 4N 1 42 = 2.a. 2 fs = k .(m + m ).g = 0,2 (2 + 3).10 = 10N 2 K L 2 a = 4m / s2 olur. olur. L cisminin ivmesi, F – _ fs + fs i aL = mL K cisminin kütlesi, m L .g a= mK + mL 1 2. 10 mK + 2 mK + 2 = 5 20 – ^4 + 10 h 3 = 6 3 2. olur. CEVAP A mK=m mK=1,5kg fs T mL=2m . k=0 2 CEVAP B 2a K 2 = = 2m/s mK = 3 kg olur. yatay düzlem . fs2 kuvveti, ϑ2 = 2a x 6. L K ile L ve L ile yatay düzlem arasındaki sürtünme Sistemin ivmesi, 4= . fs1 mL=3kg • yatay düzlem 20N yatay düzlem • . |F|=20N T . K fs1 k=0,5 L . yatay düzlem T T 2x K M 2T x L mL=4kg mM.g a K ve L cisimleri arasındaki sürtünme kuvveti, mL.g t saniyede K cismi 2x yol alırsa L cismi x kadar yol alır. Bu durumda K nin ivmesi 2a, L nin ivmesi a olur. T = mK . 2a T = 1,5 . 2a = 3a cekleri maksimum ivme, fs 2 5m = = 5 m/s olur. mK m Dinamiğin temel prensibi sisteme uygulandığında, 4 . 10 – 2.3a = 4 . a 40 = 10a amak = a = 4 m/s2 T = 3a 5= =3.4 = 12 N olur. CEVAP C KUVVET VE HAREKET K nin L nin üzerinden düşmeden hareket edebile- amak = mL . g – 2T = mL . a 44 fs = k.mK.g = 0,5.m.10 = 5 m olur. m M .g mK + mL + mM m M .10 3m + m M 3m + mM = 2mM ⇒ mM = 3m olur. CEVAP C 3. 5. mK=2kg ➞ K fs IFI=50N . mL=4kg . T fs L k=0 . . T ip . T •f sür mL=6m mK=4m K L fsür yatay düzlem yatay düzlem . ip K ve L cisimleri arasındaki sürtünme kuvveti, fsür = k.mK.g = 0,5.2.10 = 10 N olur. M mM=4m K cismine dinamiğin temel prensibi uygulandığında sistemin ivmesi, 4mg Sistemin ivmesi eşitliğinden G M – fs F a = NET = mL + mM Rm T – fs = mK.a T – 10 = 2.a T – 10 a= olur. 2 4mg – fs g = 4 6m + 4m L cismine dinamiğin temel prensibi uygulandığında, 10mg = 16mg – 4fs F – (fs + T) = mL.a T – 10 ) 50 – (10 + T) = 4.( 2 50 – 10 – T = 2T – 20 4fs = 6 mg 3mg olur. fs = 2 İpteki T gerilme kuvveti, 3 T = fs = mg olur. 2 40 – T = 2T – 20 60 = 3T ⇒ T = 20 N olur. CEVAP D CEVAP B 6. 4. mK=1kg K fs 4 F 1 . yatay düzlem • L • T=4N mK=2kg fs K mL=3kg L yatay düzlem ip fs T=4N 1 mL=4kg . M 2 Cisimler birlikte hareket edebilmesi için sistem ivmesi, a= fs = k1.mK.g = 0,2.1.10 = 2N 1 fs = k2.(mK + mL) . g = 0,2.5.10 = 10N olur. 2 Sistemin ivmesi, T – fs = mK.a 1 fs f = s olmal›d›r. mL 3 K ve L cisimlerine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, m g – fs a= M mK + mM a= 4 – 2 = 1.a a = 2 m/s2 olur. 10 – fs olur. 3 fs 10 – fs = 3 3 L cismini çeken F kuvvetinin büyüklüğü, F – _ fs + fs + T i 1 2 mL 2fs = 10 fs = 5 N olur. F – ^2 + 10 + 4 h 4 Sürtünme katsayısı, fs = k.mK.g 8 = F – 16 F = 24N olur. mM=1kg mM.g tünme kuvveti; 2= . fs K ile L cismi ve L ile yatay düzlem arasındaki sür- a= fs CEVAP D 5 = k.2.10 1 k= = 0,25 olmalıdır. 4 CEVAP C KUVVET VE HAREKET 45 MODEL SORU - 7 DEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ 1. 3. ➞ Eğik düzlem üzerinde hareket a fs eden cismin ivmesi, K G . sin a – fs a= K m mg sin a – mg cos a.k = m GK.sinα mL=10kg L fs GXL α GK.cosα 53° GK mK=5kg K k a=1m/s2 GK=50N . yatay düzlem . a ➞ = g.(sinα – kcosα) eşitliği GXL = mL.g.sin53° = 10.10.0,8 = 80 N ile bulunur. Dinamiğin temel prensibi sisteme uygulanırsa, İvme eğik düzlemin yapıldığı maddenin cinsine (k) ve eğim açısına (α) bağıdır. a= Fnet G XL – (fs + G K) = Rm mK + mL 1= 80 – (fs + 50) 5 + 10 CEVAP D 15 = 80 – fs – 50 fs = 15 N olur. Sürtünme kat sayısı, fs = kmL.g.cos53° 2. 15 = k.10.10.0,6 h›z k= VB=6t tBC tAB 0 Cismin hız-zaman grafiği şekildeki gibi olur. 4. AB yolunda cismin ivmesi, mgsina mgcosa mg Cismin B noktasındaki hızı, • VB = aAB.t = 6.t = 6t olur. Cisim aşağı doğru kayarken oluşan sürtünme kuvfs = (mgcosα).k eşitliği ile bulunur. VC = VB – ay.tBC Sürtünme kuvveti, m, g, α ve k değerlerine bağlı- 0 = 6t – ay.2t dır. Eğim açısı (α) artarsa cosα azalır. Sürtünme 6t = ay.2t ⇒ ay = 3 m/s2 olur. kuvveti de azalır. CEVAP A Sürtünme kat sayısı, fsür = m.a V kmg = m.a fs k.10 = 3 B m C CEVAP C KUVVET VE HAREKET a vetinin değeri, BC bölümünde cismin yavaşlama ivmesi, 46 fs K aAB = g . sin37° = 10 . 0,6 = 6 m/s2 olur. k = 0,3 olur. CEVAP B t(s) 3t t 15 1 = = 0, 25 olur. 60 4 5. Sistemin ivmesi, 1 .a.t2 2 1 4 = .a.22 2 T H.Y x= GKx a = 2 m/s2 mK K • T L • mL=3kg 1. GL=30N h=4m 37° olur. MODEL SORU - 8 DEKİ SORULARIN ÇÖZÜMLERİ H.Y Asansör aşağı yönde hızlanırken, dinamometrenin gösterdiği değer, halat Gı = mg – ma . = 2.10 – 2.4 yatay düzlem = 12 N K cisminin kütlesi, olur. G – Gx K a= L mK + mL m.a a= m L .g – m K .g. sin 37° mK + mL 2= 30 – m K .10.0, 6 mK + 3 a=4m/s2 m.a m=2kg mg 2mK + 6 = 30 – 6mK 8mK = 24 mK = 3 kg olur. CEVAP B CEVAP E 2. halat halat H.Y 6. kg fs1 T1 T2 m mg m mg m.a H.Y T1 = m.g olur. k=0,1 mLgsin37° Asansör yukarı yönde hızlanırken: . 37° m.a ip T3 Asansör yukarı yönde sabit hızla hareket ederken: fs2 L ip mg =2 mL K H.Y ip m fs1 mK=1kg halat T2 = mg + ma olur. yatay düzlem K ile L arasındaki sürtünme kuvveti, Asansör aşağı yönde hızlanırken: fs1 = k1.mK.g.cos37° T3 = mg – ma olur. = 0,2.1.10.0,8 Buna göre, = 1,6 N T2 > T1 > T3 olur. L ile eğik düzlem arasındaki sürtünme kuvveti, CEVAP A fs2 = k2(mK + mL).g.cos37° = 0,1.3.10.0,8 3. = 2,4 N a sis = L cisminin ivmesi, aL = = m L .g. sin 37° – (fs1 + fs2) mL 2mg – mg g = 2m + m 3 olur. K cismine dinamiğin temel prensibi uygulandığında 2.10.0, 6 – (1, 6 + 2, 4) 2 12 – 4 2 = 4 m/s2 olur. Asansör sabit hızla hareket ederken: = T = 2mg – 2m CEVAP B T= 4 mg olur. 3 T ip 2mg – T = 2m.asis g 3 asistem T K 2m L m asistem 2mg mg KUVVET VE HAREKET 47 Asansör aA ivmesi ile aşağı doğru düzgün olarak yavaşlarken: › 2m ^g + a A h – m ^g + a A h 2m + m › g + aA olur. 3 a sis = a sis = 5. halat a=5m/s2 T ip T K ı a > a olduğundan ivme artar. GıK=45N L • mL=2kg GıL=25N Dinamiğin temel prensibi K cismine uygulandığında, ı ı Asansör 2m.(g + aA) – T = 2m.asis T = 2m c g + a A – ı mK=3kg • g + aA m 3 K ve L cisimlerine etki eden net kuvvetler, GıK = mK.(g + a) = 3.(10 + 5) = 45 N 4 T = m (g + aA) olur. 3 ı GıL = mL.(g + a) = 2.(10 + 5) = 30 N olur. ı T > T olacağından gerilme kuvveti artar. Sistemin ivmesi, CEVAP A ı ı a = ı GK – GL 45 – 30 15 = = = 3 m/s2 olur. 3+2 5 mK + mL İpte oluşan T gerilme kuvvetinin büyüklüğü, GıK – T = mK.aı 45 – T = 3.3 T = 36 N olur. CEVAP D 4. halat h›zlan›yor g 2 6. h›zlan›y TK K m mg L ma mgsin30° 30° g 2 TL ma a=2m/s2 masin30° Fey=ma 30° GK=mg GL=mg fiekil-I fiekil-II g ivmesi ile yukarı doğru hız2 landığından ipteki gerilme kuvveti, Şekil-I deki asansör Asansör yukarı doğru a ivmesi ile hızlanırken içindeki cisme yer çekim ivmesinin yanı sıra asansörün a ivmeside etki eder. Bu durumda cismin ivmesi, F aı = net Rm mg sin 30° + ma sin 30° = m TK = ma + mg = m Şekil-II deki asansör g 3 + mg = mg olur. 2 2 g ivmesi ile aşağı doğru hız2 landığından ipteki gerilme kuvveti, TL = mg – ma = mg – mg mg = olur. 2 2 = 10 . 0,5 + 2 . 0,5 Gerilme kuvvetlerinin oranı ise; = 6 m/s2 olur. CEVAP C 48 KUVVET VE HAREKET 3 TK 2 mg = = 3 olur. TL mg 2 CEVAP E TEST 1 ÇÖZÜMLER Şekil-III te, V(m/s) 1. DİNAMİK Toplam kuvvet sıfır olduğundan ivme sıfır olur. 16 İpteki gerilme kuvveti, 32m 0 48m 4 T3 = F olur. t(s) Buna göre, 7 T2 > T1 = T3 olur. Cismin ivmesi, F 20 a= = = 4 m/s2 olur. m 5 CEVAP E 4 saniye sonra cismin hızı, V = a.t = 4.4 = 16 m/s olur. 3. 7 saniyede aldığı yol, ➞ Σ∆x = 32 + 48 = 80 m olur. mL=3m mK=2m F . mM=m L K M CEVAP A yatay düzlem Sistemin ivmesi, F F F a= olur. = = m K + m L + m M 2m + 3m + m 6m 2. T1 m m T2 m m . T3 m III K nin L ye uyguladığı kuvvet, . FKL = (mL + mM).a = (3m + m). m . 2F F = olur. 3 6m M nin L ye uyguladığı kuvvet, 2F FML = mM.a = m. yatay düzlem II F 2F yatay düzlem I F . F F = olur. 6 6m Kuvvetler taraf tarafa oranlanırsa, F FKL = FML yatay düzlem 2F 3 F 6 = 4 olur. CEVAP D Şekil-I de, Sistemin ivmesi, a1 = 2F F = 2m m İpteki gerilme kuvveti, F = F olur. T1 = m.a1 = m. m Şekil-II de, 2F – F F = 2m 2m İpteki gerilme kuvveti, T2 – F = m.a2 T2 – F = m. T2 = Cisme etki eden sür- fs tünme kuvveti, fs = k.F = 0,3.40 m=2kg k=0,3 . ➞ IFI=40N düfley duvar yukar› = 12 N olur. Sistemin ivmesi, a2 = 4. F 2m 3 F olur. 2 ➞ Cismin ivmesi, G – fs m 20 – 12 = 2 8 = 2 = 4 m/s2 olur. a G=20N afla¤› a= CEVAP C KUVVET VE HAREKET 49 5. 7. h›z 3V • 2V • L 2x K 2V • M 2x t • • 2x • t 2t • zaman 3t Kuvvet ile ivme doğru orantılı olduğundan, kuvvet-zaman grafiğini ivme-zaman grafiği gibi düşünebiliriz. Bu durumda cismin hız-zaman grafiği şekildeki gibi olur. zaman 3t 2t 2x • 0 • x V• V• 0• hız K, L, M cisimlerinin ivmeleri, V aK = , 2t V aL = , t 2V aM = olur. 3t Cismin 0-t zaman aralığında aldığı yol, 2x olduğuna göre 0-3t aralığında aldığı yol, Rx = 2x + 2x + 2x + x + 2x = 9x olur. CEVAP D K, L, M cisimlerinin kütleleri, 2Ft F F = = , V aK V 2t F Ft F = = , mL = V V aL t F F 3Ft = = olur. mM = 2V aM 2V 3t mK = 8. K fs Buna göre mK > mM > mL olur. 6. mK=2kg CEVAP E T=12N yatay k=0,2 düzlem a L yatay düzlem GL=mL.g . Sürtünme kuvveti, T=12N mK=3kg a GK=30N K cismi için dinamiğin temel prensibini uygularsak, GK – T = mK.a fs = k mK g = 0,2 2.10 = 4N olur. Sistemin ivmesi, T – fs = mK.a 30 – 12 = 3.a 18 = 3a a = 6 m/s2 olur. L cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, T – fs = mL.a 12 – fs = 1.6 fs = 6 N L cismi ile yatay düzlem arasındaki sürtünme katsayısı, fs = k.mL.g 6 = k.1.10 12 – 4 = 2.a 8 = 2a a = 4m/s2 olur. L cisminin kütlesi, mL.g – T = mL.a mL.10 – 12 = mL.4 6 mL = 12 mL = 2 kg olur. CEVAP C k = 0,6 olur. CEVAP E KUVVET VE HAREKET mL T=12N K 50 T=12N L mL=1kg fs . 9. Cismin AB yolunda ivmesi, a = g.sin53° 11. V(m/s) h›z 8 V• = 10.0,8 16 = 8 m/s2 Cismin B noktasında hızı, 0• 4 0 1 t(s) 3 –V• • • t I • 2t II 3t zaman III V = a.t = 8.1 = 8 m/s Grafikte görüldüğü gibi, Hız-zaman grafiğinde doğrunun eğimi ivmeyi verir. Net kuvvet ivme ile doğru orantılıdır. IBCI = 2.8 = 16 m olur. CEVAP D ivme net kuvvet a• F• zaman 0• t 2t 3t –a• 0• zaman t 2t 3t –F• Net kuvvet, hız ve yer değiştirme vektörleri II. zaman aralığında aynı yönlüdür. 10. m fs CEVAP B m M fs L yatay düzlem . m K mg 12. I. durumda, _________ a L Cisimler 2 m/s2 lik ivme ile hızlandıklarına göre, F mg – k2mg a1 = net = Rm 3m 2= yatay düzlem T1 10 – 20k 3 T2 K 6 = 10 – 20k M GK 20k = 4 GM Sistemin ivmesi, k = 0,2 olur. a= GM – GK dir. mK + mL + mM II. durumda, __________ L cisminin kütlesi artarsa ivme azalır. K ve L cisimlerinin yeni durumda ivmeleri, T1 – GK = mKa a2 = . Fnet mg – kmg = Rm 2m T1 = GK + mKa olur. GM – T2 = mM.a 10 – 0, 2.10 2 8 = 2 Sistemdeki L cisminin kütlesi artırılırsa sistemin = 4 m/s2 olur. ivmesi azalır. Yukarıdaki bağıntılara göre, = T2 = GM – mM.a olur. CEVAP B T1 : azalır T2 : artar. CEVAP A KUVVET VE HAREKET 51 TEST 2 1. DİNAMİK ÇÖZÜMLER 3. m=4kg . fs 2 1 mL=2m ➞ L IFI=20N k=? . yatay düzlem Cisim durmakta olduğundan cismin ivmesi, V = a.t yatay düzlem T1 mK=3m 30° K T2 15 = a.5 a = 3 m/s2 olur. M 3mg mM=5m Ortam sürtünmeli olduğundan sürtünme kuvveti, F – fs m 20 – fs 3= 4 5mg a= Sistem 1 yönünde hareket eder. Sistemin ivmesi, Fnet 5mg – 3mg 2 2.10 = = = 2 m/s olur. Rm 3m + 2m + 5m 10 a= 12 = 20 – fs fs = 8 N olur. 2 saniye sonra L cisminin hızı, V = a.t = 2.2 = 4 m/s olur. Sürtünme kat sayısı, CEVAP C fs = kmg 8 = k.4.10 1 k= = 0,2 olur. 5 4. CEVAP A a= 2. H.Y. H.Y. mL=4kg L T mK=6kg GxK=48N 53° . GM=50N 3mg – mg 4m = 2g 4 Cisimlere etki eden kuvvetler şekilde gösterilmiştir. Sistemin ivmesi, G + G xL – G M a = xK mK + mL + mM fs GxK – T = mK.a KUVVET VE HAREKET mg CEVAP C K L k=0,3 mL=3kg Sistemin maksimum ivmesi, CEVAP A yatay düzlem K ile L cisimleri arasındaki sürtünme kuvveti, fs = k.mK.g = 0,3.2.10 = 6 N olur. 48 – T = 6.2 52 2mg mK=m K mK=2kg IFI=8N K cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, T M mM=2m . ➞ = 2 m/s2 olur. T = 48 – 12 = 36 N olur. mg 5. = mL=m L GM – T = mM.a g 2mg – T = 2m. 2 T = mg olur. yatay düzlem 48 + 32 – 50 6+4+5 30 = 15 = M cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, M K Fnet Rm g = olur. 2 mM=5kg GxL=32N Sistemin ivmesi, amak = fs 2 6 = = 2 m/s olur. mL 3 K ve L cisimlerini ortak hareket ettirebilecek en büyük kuvvet, Fmak = (mK + mL).amak = (2 + 3).2 = 10 N olur. K cismine uygulanan 8 N luk kuvvet, cisimleri ortak hareket ettirir. 2 F 8 8 a= = = m/s olur. mK + mL 2 + 3 5 8. 2V• V• 0• halat –a 9. N . fs ➞ Cisim sabit hızla hareket ettiğine göre, fsür = F = 8 N olur. Sürtünme kuvvetinden, fsür = k(mg – ma) 8 = 0,4.(40 – 4.a) 20 = 40 – 4a mL=6kg L CEVAP E 2a T T . yatay düzlem T 10. 2T K mK=6kg a mK.a • ip . fs T L ivme . kuvvet 2a• 2F• K cisminin ivmesi, aK = a ⇒ aL = 2a olur. L cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, T K Sürtünme kuvveti, fs = k.mK.g = 0,5.2.10 = 10 N olur. K cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, T – fs = mK.a T – 10 = 2a T = 2a + 10 olur. L cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, F – (T + fs) = mL.a 30 – (2a + 10 + 10) = 3.a 10 = 5a a = 2 m/s2 olur. T gerilme kuvveti, T = 2.2 + 10 = 14 N olur. CEVAP B mg 7. • 3t zaman mL=3kg yatay düzlem IFI=8N 20 = 4a ⇒ a = 5 m/s2 olur. • 2t mK=2kg k=0,5 fs |F|=30N . Fey.=ma m=4kg •t Kuvvet ile ivme doğru orantılı olduğundan, kuvvet-zaman grafiğini ivme-zaman grafiği gibi düşünebiliriz. Bu durumda cismin hız-zaman grafiği şekildeki gibi olur. CEVAP D CEVAP B 6. hız 0• T = mL.2a •t 2t • 3t • zaman 0• •t 2t • 3t • zaman T = 6.2a = 12a olur. K cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, mK.g – 2T = mK.a –3F• fiekil-I 6.10 – 2.12a = 6a 60 = 30a a = 2 m/s2 olur. T gerilme kuvveti, T = 12a = 12.2 = 24 N olur. –3a• CEVAP D fiekil-II Hız-zaman grafiğinde doğrunun eğimi ivmeyi vereceğinden cismin ivme-zaman grafiği Şekil-I deki gibi olur. Bu durumda cisme etkiyen yatay kuvvetin zamanla değişim grafiği Şekil-II deki gibi olur. CEVAP E KUVVET VE HAREKET 53 TEST 1. 3 DİNAMİK ÇÖZÜMLER 4. Sistemin ivmesi, V(m/s) F F – F2 2 40 – 10 30 a = net = 1 = = = 6 m/s 3+2 5 Rm m K + m L olur. 12 mL=2kg . FKL L 4 . ➞ IF2I=10N 0 yatay düzlem K nin L ye uyguladığı kuvvet, t(s) 4 Cismin yavaşlama ivmesi, FKL – F2 = mL.a TV 4 – 12 –8 2 a= = = = –2 m/s olur. 4–0 4 Tt FKL – 10 = 2.6 FKL = 22 N olur. Cisme etki eden sürtünme kuvveti, CEVAP D Fnet a= Rm 10 – Fs –2 = 5 –10 = 10 – Fs 2. mK=3m L K fs = 20 N olur. mL=m Sürtünme kat sayısı, mL.g.sin37° mK.g.sin37° fs = kmg 37° 20 = k.5.10 2 = 0,4 olur. k= 5 . yatay düzlem CEVAP C Sistemin ivmesi, F net a= Rm m K g sin 37° – m L g sin 37° = mK + mL = = ➞ 5. (–) yatay = 5.10.0,6 • Sistemin ivmesi, (+) m X m 2α = 30 N olur. m mgsinα α GxK=30N 37° GxK = mK.g.sin37° CEVAP C mgsin2α T miştir. = 3 m/s2 olur. K ➞ a şekilde gösteril- 6.2 4 . mK=5kg eden kuvvetler 10.0, 6 (3m – m) 4m 3. IFI=40N Cisimlere etki T mL=7kg L GL=70N a= Fnet (G L + G xK) – F = Rm mK + mL a= (70 + 30) – 40 60 2 = = 5 m/s olur. 5+7 12 L cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, GL – T = mL.a mgsin2α > mgsinα olduğundan 70 – T = 7.5 X cismi (–) yönde düzgün hızlanır. CEVAP E 54 KUVVET VE HAREKET T = 35 N olur. CEVAP B 6. 8. Fsür=k.mg.cosi m • 30° yatay • T L fs mgsini A 2a mL=4kg j yatay düzlem . k=0,25 T B 2T K 60° C • yatay düzlem a mK.g K cisminin ivmesi, Cisim sabit hızla hareket edebilmesi için net kuvvetin sıfır olması gerekir. aK = a ⇒ aL = 2a olur. L cismine etki eden sürtünme kuvveti, k.mgcosθ = mg.sinθ fs = k.mL.g k.cosθ = sinθ sin i k= = tanθ olur. cos i = 0,25.4.10 = 10 N olur. AB bölümünde: k = tan30° = mK=4kg L cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, 1 olur. 3 T – fs = mL.aL T – 10 = 4.2a BC bölümünde: T = 8a + 10 kı = tan 60° = v3 olur. K cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, kı ve k sürtüme katsayıları oranlandığında, GK – 2T = mK.a › k 3 = = 3 ⇒ kı = 3k olur. k 1 3 mK.g – 2T = mK.a 4.10 – 2(8a + 10) = 4.a CEVAP D 40 – 16a – 20 = 4a 20 = 20a düfley 7. a = 1 m/s2 olur. ➞ F H.Y. K K cisminin ivmesi 1 m/s2 olur. mK=1kg T=42N GK=10N CEVAP B 9. T2 a L m =2 mL=3kg mL 2m.g.sin30° T2 L GL=30N M mM=m 30° L cismi için dinamiğin temel prensibini uygularsak, T – GL = mL.a a mg T1=12N a m =2m K K 42 – 30 = 3.a 2mg 12 = 3a Sistemin ivmesi, 2mg + 2mg sin 30° – mg a= 5m 2g = 5 20 = 5 a = 4 m/s2 olur. Sistemi harekete geçiren kuvvet, F – (GK + GL) = (mK + mL).a F – 40 = 4.4 F = 56 N olur. CEVAP A = 4m/s2 olur. KUVVET VE HAREKET 55 K cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, 11. mK=m GK – T1 = mK.a 2mg – T1 = 2m.a K ip . • fs fs L 2m.10 – 12 = 2m.4 yatay düzlem mL=2m 12m = 12 . m = 1 kg olur. M M cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, mM=m T2 – mM.g = mM.a GM=m.g T2 – mg = ma Sistemin ivmesi, T2 – 1.10 = 1.4 T2 = 14 N olur. CEVAP A a mak = fs f = s m L 2m a mak = m M .g – fs mK + mM a mak = mg – fs m+m olur. İki eşitlikten, fs m.g – fs = 2m 2m 2fs = mg 10. mK=2kg k=0,3 mL=3kg fs = K L fs . mg 2 olur. K ve L cisimleri arasındaki sürtünme katsayısı ➞ F fs = k mK g yatay düzlem mg = kmg 2 Sürtünme kuvveti, fs = k.mK.g = 0,3.2.10 = 6 N olur. k = 0,5 olur. CEVAP D Maksimum ivme, amak = fs 2 6 = = 3 m/s olur. mK 2 F kuvvetinin en büyük değeri, 12. Fmak = (mK + mL).amak 2V = (2 + 3).3 = 15 N olur. h›z CEVAP B x V x 0 2x t 2x 2t 3t zaman Cismin hız-zaman grafiği şekildeki gibidir. Grafiğe göre, I., II. ve III. yargılar doğrudur. CEVAP E 56 KUVVET VE HAREKET Adı ve Soyadı : ..................................... Sınıfı : ..................................... Numara : ..................................... Aldığı Not : ..................................... Bölüm Yazılı Soruları (Dinamik) 1. ÇÖZÜMLER 3. mL=5kg T a T 3 sin .g. m L 37° T mL=2kg L GXL=10N mK=3kg K . 30° GXL = mL.g.sin30° = 2.10. GK=30N yatay a mK=5kg yatay düzlem 53° yatay düzlem Sistemin ivmesi, m K .g sin 53° + m L g sin 37° a= mK + mL F G – G XL a = net = K Rm mK + mL 5.10.0, 8 + 5.10.0, 6 5+5 40 + 30 = 10 2 30 – 10 20 = = 4 m/s olur. 2+3 5 = b) K cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, GK – T = mK.a = 7 m/s2 olur. 30 – T = 3.4 ⇒ T = 18 N olur. K cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, 2. mK.g.sin53° – T = mK.a m 5.10.0,8 – T = 5.7 A m 10 8m k=0,5 53° B T = 40 – 35 ⇒ T = 5 N olur. 4. x= V K mK.g.sin53° 1 = 10 N 2 a) Sistemin ivmesi, a= L 7° . mK=3kg fsK=3N T K yatay k=0,1 düzlem T yatay düzlem a) Cismin ivmesi, a = g.(sinα – k.cosα) = g.(sin53° – k.cos53°) = 10.(0,8 – 0,5.0,6) = 10.(0,8 – 0,3) = 10.0,5 = 5 m/s2 olur. b) Cismin aldığı yoldan, 1 x = .at2 2 1 .5.t2 2 t2 = 4 10 = t = 2s olur. c) Cismin B noktasına geldiği anda hızı, V = a.t = 5.2 = 10 m/s olur. mL=2kg fsL=3N L mLg.sin53° k=0,25 . 53° yatay düzlem a) K ve L cisimlerine etki eden sürtünme kuvvetleri, fsK = k.mK.g = 0,1.3.10 = 3 N fsL = k.mL.g.cos53° = 0,25.2.10.0,6 = 3 N olur. Sistemin ivmesi, F a = net Rm m L .g. sin 53° – (fsK + fsL) = mK + mL = 2.10.0, 8 – (3 + 3) ⇒ a = 2 m/s2 olur. 3+2 b) K cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, T – fsK = mK.a T – 3 = 3.2 ⇒ T = 9 N olur. KUVVET VE HAREKET 57 5. 8. ➞ IFI=20N yatay N=46N mK=2kg ➞ m=3,4kg 37° O fs 16m Fy=12N K ve L cisimlerine etki eden sürtünme kuvveti, fs = k(mK + mL).g G=34N = 0,2.(2 + 3).10 a) Sürtünme kuvveti, fs = k.N = 0,2.46 = 9,2 N = 10 N olur. Cismin ivmesi, Sistemin ivmesi 2 m/s2 olduğuna göre, F – fs a= mK + mL F F –f a = net = x s Rm m = 16 – 9, 2 6, 8 2 = = 2 m/s olur. 3, 4 3, 4 10 = F – 10 F = 20 N olur. 9. Sistemin ivmesi, F a = net Rm = F – (G K + G L) mK + mL = 60 – 50 2+3 = 10 5 düfley a=5m/s2 halat ı GK=20N = 3.(10 + 5) = 45 N mK=2kg K ı GL = mL.(g + a) = 2.(10 + 5) = 30 N olur. T L = 2 m/s2 olur. K ve L cisimlerine etki eden kuvvetler, G K = mK.(g + a) IFI=60N H.Y. F – 10 2+3 2= b) Cismin B noktasındaki hızı, V2 = 2ax V2 = 2.2.16 V2 = 64 V = 8 m/s olur. 6. yatay düzlem k=0,2 yatay düzlem B L K fs Fx=16N A k=0,2 . F mL=3kg mL=3kg a› mL=2kg L › aı = L cismine dinamiğin temel prensibi uygulanırsa, T – GL = mL.a T – 30 = 3.2 T = 36 N olur. K mK=3kg a› G›K=45N G›L=30N Sistemin ivmesi, GL=30N T T › G K – G L 45 – 30 15 2 = = = 3 m/s olur. mK + mL 3+2 5 T gerilme kuvveti, ı G K – T = mK.aı 45 – T = 3.3 T = 36 N olur. 7. T=38N m=5kg Fey=ma 10. ➞ a 37° ➞ IFI=40N fs GX 37° . KUVVET VE HAREKET K L yatay düzlem İpteki gerilme kuvveti T = 38 N olduğuna göre arabanın ivmesi, T = mgsin37° + ma.cos37° T = 5.10.0,6 + 5.a.0,8 38 = 30 + 4a 8 = 4a a = 2 m/s2 olur. 58 . mK=4kg fs mL=8kg k=0 yatay düzlem Cisimler ayrı ayrı düşünüldüğünde, fs = k.mK.g = 0,4.4.10 = 16 N aK = F – fs 40 – 16 24 2 = = = 6 m/s olur. mK 4 4 aL = fs 2 16 = = 2 m/s olur. mL 8