12. Sınıf Fizik Yıldırım Yayınları Sayfa 31 Cevapları

Soru 1.12:
Düşey çembersel rayda dolanan cisim P tepe noktasından geçerken rayın tepki kuvveti N = 0’dır.
a) Merkezcil kuvveti sağlayan nedir?
b) Merkezcil ivme nedir?
c) Cismin sürati daha az olsaydı ne olurdu?

Çözüm:
a) Merkezcil kuvveti sağlayan cismin ağırlığıdır (m·g).
b) Merkezcil ivme yer çekimi ivmesine eşittir (g).
c) Sürat v < √(rg) olsaydı cisim raydan ayrılarak aşağı düşerdi.

Örnek 1.12: Düşey Silindir İçinde Dönen Cisim (Rotor)
r = 25 cm = 0,25 m yarıçaplı silindir ω = 20 rad/s açısal süratle dönmektedir. Cismin kaymaması için sürtünme katsayısı k_s en az kaç olmalıdır? (g = 10 m/s²)

Çözüm:
Aşağı kaymama şartı: f_s ≥ m·g ⇒ k_s · N ≥ m·g
Normal kuvvet merkezcil kuvvettir: N = m · ω² · r
k_s · m · ω² · r ≥ m·g ⇒ k_s ≥ g / (ω² · r) = 10 / (20² · 0,25) = 10 / (400 · 0,25) = 10 / 100 = 0,1.