11. sınıf fizik 1. dönem 2. yazılı 5. senaryo meb Test 1

Yatay düzlemde durmakta olan $2$ kg kütleli bir cisme, yatay doğrultuda $10$ N büyüklüğünde bir kuvvet uygulanıyor. Cisim ile yüzey arasındaki statik sürtünme katsayısı $0.6$, kinetik sürtünme katsayısı $0.4$ olduğuna göre, cismin ivmesinin büyüklüğü kaç $m/s^2$'dir? ($g=10$ $m/s^2$ alınız.)

A) $0$
B) $1$
C) $2$
D) $3$
E) $4$

Merhaba! Bir uzman öğretmen olarak bu fizik sorusunu seninle adım adım, mantığını kavrayarak çözelim. Soruyu çözmek için öncelikle cismin hareket edip etmeyeceğini belirlememiz gerekiyor.

1. Adım: Verilenleri listeleyelim ve normal kuvveti ($N$) bulalım.

• Cismin kütlesi: $m = 2$ kg
• Uygulanan yatay kuvvet: $F = 10$ N
• Statik sürtünme katsayısı: $\mu_s = 0.6$
• Kinetik sürtünme katsayısı: $\mu_k = 0.4$
• Yerçekimi ivmesi: $g = 10$ $m/s^2$

Yatay düzlemde duran bir cisim için yüzeyin tepki kuvveti (normal kuvvet), cismin ağırlığına eşittir:
$N = m \cdot g$
$N = 2 \cdot 10 = 20$ N

2. Adım: Maksimum statik sürtünme kuvvetini ($f_{s,max}$) hesaplayalım.

Bir cismin harekete geçebilmesi için uygulanan kuvvetin, statik sürtünme kuvvetinin maksimum değerini aşması gerekir. Bu değeri hesaplayalım:

• $f_{s,max} = \mu_s \cdot N$
• $f_{s,max} = 0.6 \cdot 20$
• $f_{s,max} = 12$ N

3. Adım: Uygulanan kuvvet ile statik sürtünmeyi karşılaştıralım.

Şimdi elimizdeki verilere bakalım:

• Uygulanan kuvvet ($F$): $10$ N
• Maksimum statik sürtünme ($f_{s,max}$): $12$ N

Gördüğün gibi, uygulanan $10$ N'luk kuvvet, cismi harekete geçirmek için gereken $12$ N'luk engel kuvvetini aşamamaktadır ($F < f_{s,max}$).

4. Adım: Sonuç ve İvme

Cisim harekete geçemediği için hızı değişmez ve durağan kalmaya devam eder. Fizikte hareket etmeyen veya sabit hızla giden (ivmelenmeyen) cisimlerin ivmesi $0$'dır.

• Cisim durmaktadır, dolayısıyla ivme $a = 0$ $m/s^2$ olur.

Doğru Cevap: A) 0