Kütleleri 1 kg ve 4 kg olan iki cisim üst üste durmaktadır. Üstteki cisme uygulanan kuvvet 15 N olduğunda, cisimler birlikte 2 m/s² ivme ile hareket ediyor. Alt cisim ile zemin arası sürtünme kuvveti kaç N'dur?
A) 5
B) 10
C) 15
D) 20
Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruyu adım adım ve anlaşılır bir şekilde çözelim. Unutmayın, fizik sorularını çözerken sakin olmak ve problemi parçalara ayırmak çok önemlidir. Başarılar!
- Adım 1: Sistemi Anlamak ve İlgili Bilgileri Çıkarmak
- Öncelikle soruyu dikkatlice okuyalım ve verilen bilgileri not alalım:
- Üstteki cismin kütlesi: $m_1 = 1$ kg
- Alttaki cismin kütlesi: $m_2 = 4$ kg
- Üstteki cisme uygulanan kuvvet: $F = 15$ N
- Cisimlerin birlikte ivmesi: $a = 2$ m/s²
- İstenen: Alt cisim ile zemin arasındaki sürtünme kuvveti ($F_s$)
- Adım 2: Toplam Kütleyi Hesaplamak
- Cisimler birlikte hareket ettiğine göre, toplam kütleyi bulmalıyız:
- $m_{toplam} = m_1 + m_2 = 1 \text{ kg} + 4 \text{ kg} = 5 \text{ kg}$
- Adım 3: Net Kuvveti Hesaplamak
- Newton'ın İkinci Yasası'nı ($F = ma$) kullanarak sistem üzerindeki net kuvveti bulalım:
- $F_{net} = m_{toplam} \cdot a = 5 \text{ kg} \cdot 2 \text{ m/s}^2 = 10 \text{ N}$
- Adım 4: Sürtünme Kuvvetini Bulmak
- Uygulanan kuvvet (15 N) ile net kuvvet (10 N) arasındaki fark, sürtünme kuvvetini verecektir:
- $F_s = F - F_{net} = 15 \text{ N} - 10 \text{ N} = 5 \text{ N}$
- Adım 5: Sürtünme Kuvvetinin Yönünü Belirlemek (Ek Bilgi)
- Sürtünme kuvveti, hareketi engelleyici yönde etki eder. Bu nedenle, uygulanan kuvvete zıt yöndedir. Ancak soruda sadece büyüklüğü sorulduğu için yönü belirtmemize gerek yok.
Alt cisim ile zemin arasındaki sürtünme kuvveti 5 N'dur.
Cevap A seçeneğidir.
