FİZ-101 Uygulama-V (BölümV: Newton` un Hareket

09.11.2012
FİZ-101 Uygulama-V
(BölümV: Newton’ un Hareket Yasaları)
r
r
r
1. (Young&Freedman, 4.6) İki kuvvet F1 ve F2 aynı noktaya uygulanmaktadır. F1 ’in büyüklüğü
r
9.00 N ve yönü ikinci çeyrekte x-ekseninin 60.0o üstünde yukarıya doğrudur. F2 ’ nin büyüklüğü
ise 6.00 N ve yönü üçüncü çeyrekte x-ekseninin 53.1o altında aşağıya doğrudur. a) Toplam
(bileşke) kuvvetin x ve y bileşenleri nelerdir? b) Toplam kuvvetin büyüklüğü nedir?
2. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 4.27) Uzayda hareket halindeki üç adet elektriksel yüke,
birbirlerine uyguladıkları elektriksel kuvvetin dışında hiçbir kuvvet etkimemektedir. Uygun bir
koordinat sisteminde, kuvvetlerden bazıları şu şekilde verilmektedir. 1. yükün 2. yüke uyguladığı
r
r
kuvvet, F21 = (2iˆ − 3 ˆj + kˆ) N ve 1. yükün 3. yüke uyguladığı kuvvet F31 = ( −3iˆ + 2 ˆj − 3kˆ) N’ dur.
Bu durumda 1. yüke etkiyen net kuvveti bulunuz.
3. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 4.51) m= 2.0 kg kütleli bir cismin belli bir zaman sonraki yer
değiştirmesi x = At 3 / 2 olarak veriliyor. A=6.0 m/s3/2’ dir. Cisme etkiyen net kuvveti bulunuz.
Kuvvetin zamana bağlı olduğuna dikkat ediniz.
4. (Young&Freedman, 4.4)
Bir adam, bir kutuyu kamyonun yükleme rampasında yukarı
doğru sürüklemektedir. Rampanın eğim açısı 20°’ dir ve adam
r
kutuyu rampa ile 30° açı yapan bir F kuvveti ile yukarı doğru
çekmektedir. a) Rampaya paralel olan Fx bileşeninin 60.0 N
r
olması için F kuvvetinin büyüklüğü ne olmalıdır? b) Bu durumda
rampaya dik bileşen Fy ne kadar olur?
5. (Young&Freedman, 4.10) Bir rıhtım işçisi, düzgün yatay bir yüzeyde bir buz bloğuna 80 N’luk
sabit yatay bir kuvvet uygulamaktadır. Sürtünme kuvveti ihmal edilebilir büyüklüktedir. Blok
başlangıçta durgunken 5.00 s’de 11.0 m hareket etmiştir. a) Buz bloğunun kütlesi nedir? b) işçi
itmeyi 5.00 s sonra bırakırsa sonraki 5.00 s’ de blok ne kadar yol alır?
6. (Young&Freedman, 4.19) Jüpiter’ in uydusu Io’ nun yüzeyindeki kütle-çekimsel ivme 1.81 m/s2’
dir. Bir karpuzun ağırlığı dünyada 44.0 N ölçülmüştür. a) Karpuzun kütlesi dünyada nedir? b)
Karpuzun kütlesi ve ağırlığı Io yüzeyinde nedir?
7. (Young&Freedman, 4.34) 0.22’ lik bir mermi 350 m/s hızla giderken büyük bir ağaca çarpar ve
0.130 m gömülür. Merminin kütlesi 1.80 gr’ dır. Sabit bir yavaşlatıcı kuvvet olduğunu varsayınız.
a) Merminin durması için geçen süre nedir? b) Ağacın mermiye uyguladığı kuvvet N cinsinden
nedir?
A. Ozansoy
1
8. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 4.24)
F
m1 m2
m3
8.0 N büyüklüğündeki bir kuvvet, arka arkaya istiflenmiş
m1=2.0 kg, m2=3.0 kg ve m3=4.0 kg kütleli blokları sürtünmesiz
yüzey üzerinde yatay doğrultuda itmektedir. a) Blokların ivmesi
nedir? b) 1 nolu bloğa etkiyen kuvvetler ve net kuvvet nedir?
c) (b) şıkkını 2 nolu blok için tekrarlayınız. d) (b) şıkkını 3 nolu
blok için tekrarlayınız
9. (Serway&Beichner, 5.27)
Şekilde
gösterilen
sistemler
denge
durumundadırlar. Yaylı kantar N cinsinden
ölçeklendirilmiş ise, her bir durumda hangi
kuvvetleri gösterir? (Makara ve ipin kütlesi
ihmal ediliyor, düzlem sürtünmesizdir).
10. (Young&Freedman, 4.41) 4.80 kg’ lık bir kova, ihmal edilebilir kütleli ve 75.0 N’ a kadar
dayanıklı bir ip tarafından yukarı doğru ivmelendirilmektedir. a) Kova için serbest cisim
diyagramını çiziniz. Diyagramdaki kuvvetler cinsinden kovanın üzerine etkiyen net kuvvet nedir?
b) Kovaya Newton’ un II. Yasasını uygulayarak ipi koparmadan kovaya verilebilecek maksimum
ivmeyi bulunuz.
11. (Fishbane,Gasiorowicz&Thornton, 4.56)
20 N ağırlığındaki bir cisim şekilde görüldüğü
gibi asılmıştır. Sürtünme kuvvetleri ile,
makaraların ve ipin kütlesini ihmal ediniz.
Hareketli makaranın iki tarafındaki ipin yatayla
yaptığı açı 35o ise dengeyi sağlayan cismin
ağırlığını bulunuz.
A. Ozansoy
2