✨ Konuları Gir, Yapay Zeka Saniyeler İçinde Sınavını Üretsin!

11. Sınıf Sürtünmeli Yüzeylerde Enerji Test 4

SORU 1

Kütlesi m \(=1\) kg olan bir cisim, şekildeki gibi düşey düzlemdeki sürtünmeli bir dairesel rayın en alt noktası olan A noktasından vA \(=6\) m/s hızla geçiyor. Rayın yarıçapı R \(=2\) m'dir. Cisim, dairesel ray üzerinde yükselerek yarıçap doğrultusu ile düşey eksen arasında 60° açı yapan B noktasına ulaştığında hızı vB \(=3\) m/s oluyor. Buna göre, A noktasından B noktasına gelirken sürtünme kuvvetinin yaptığı iş kaç Joule'dür? (g \(=10\) m/s^2 alınız.)


A) -3.5
B) -2.5
C) 2.5
D) 3.5
E) 4.5
Açıklama:
A noktasını referans alarak (h_A \(=0\)): A noktasındaki toplam mekanik enerji: E_A \(=\) (1/2)mv_A^ \(2 =\) (1/2)(1 kg)(6 m/s)^ \(2 =\) (1/2)(1)(36) \(= 18\) J. B noktasının A noktasına göre yüksekliği: h_B \(=\) R - Rcos(60°) \(=\) R(1 - cos(60°)) \(= 2\) m (1 - 0.5) \(= 2\) m * 0. \(5 = 1\) m. B noktasındaki toplam mekanik enerji: E_B \(=\) (1/2)mv_B^2 + mgh_B \(=\) (1/2)(1 kg)(3 m/s)^2 + (1 kg)(10 m/s^2)(1 m) \(=\) (1/2)(1)(9) \(+ 10 = 4\).5 J + 10 J \(= 14\).5 J. Sürtünme kuvvetinin yaptığı iş (W_s), mekanik enerjideki değişime eşittir: W_s \(=\) E_B - E_A \(= 14\).5 J - 18 J \(= -3\).5 J. Sürtünme kuvveti her zaman harekete zıt yönde iş yaptığı için yaptığı iş negatif çıkar, bu da mekanik enerji kaybı anlamına gelir.