✨ Konuları Gir, Yapay Zeka Saniyeler İçinde Sınavını Üretsin!

11. Sınıf Net Kuvvet ve Sürtünme Hesaplamaları Test 5

SORU 1

Bir otoyol virajı, R \(= 120\) m yarıçaplı ve \(\theta = 37^\circ\) açıyla bankelenmiştir (eğik düzlem). Bu virajı sürtünme kuvvetine ihtiyaç duymadan, güvenli bir şekilde dönebilmek için aracın hızı ne olmalıdır? (Verilenler: \(\tan 37^\circ \approx 0.75\), g \(= 10\) m/s²)


A) 20 m/s
B) 25 m/s
C) 30 m/s
D) 35 m/s
E) 40 m/s
Açıklama:
İdeal bankelenmiş virajda (sürtünmesiz durum), araç üzerindeki tek kuvvetler yerçekimi kuvveti (\(mg\)) ve yüzeyin uyguladığı normal kuvvet (N)'dir. Normal kuvvetin bileşenleri, düşeyde yerçekimi kuvvetini dengelerken, yatayda merkezcil kuvveti sağlar. Serbest cisim diyagramını çizdiğimizde: 1. Düşeyde denge: \(N \cos \theta = mg\) 2. Yatayda merkezcil kuvvet: \(N \sin \theta = mv^2/R\) Bu iki denklemi birbirine oranlarsak: \((N \sin \theta) / (N \cos \theta) = (mv^2/R) / (mg)\) \(\tan \theta = v^2 / (Rg)\) Hızı bulmak için denklemi düzenleriz: \(v = \sqrt{Rg \tan \theta}\) Verilen değerleri yerine koyarsak: \(v = \sqrt{120\text{ m} \times 10\text{ m/s}^2 \times 0.75} = \sqrt{1200 \times 0.75} = \sqrt{900} = 30\text{ m/s}\).