11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 108 Cevapları (MEB Yayınları)

b) Cismin merkezcil ivmesinin büyüklüğünün kaç m/s2 olduğunu hesaplayınız. (π = 3, g = 10 m/s 2 alınız.)

c) Cisme etki eden merkezcil kuvvetin büyüklüğünün kaç N olduğunu hesaplayınız.

ç) İpin şekildeki konumda koptuğu durum için topun hareket yörüngesini çizerek gösteriniz. Günlük hayatta yatay ve düşey düzlemde düzgün çembersel hareket yapan birçok cisim ile karşılaşılabilir. Düzgün çembersel hareket yapan cisimlerin hareketlerini analiz etmek için serbest cisim diyagramları kullanılır. Düzgün çembersel hareket yapan bir cismin merkezcil ivmesi vardır ve bu nedenle cisim dengede değildir. Cismin ivmeli hareket yapabilmesi için cisim üzeri­ ne net bir kuvvetin etki etmesi gerekir. Cisme etki eden bu kuvvet merkezcil kuvvettir. Bu bakımdan düzgün çembersel hareket yapan cismin merkezcil kuvveti, yeni bir kuvvet olmayıp cisme etki eden net kuvvettir. Çembersel hareket problemleri çözülürken cismin çembersel hareket yap­ masını sağlayan sürtünme kuvveti, kütle çekim kuvveti, gerilme kuvveti, elektromanyetik kuvvet gibi kuvvetler merkezcil kuvvete eşitlenerek çözü­ me ulaşılabilir. Yatay Düzlemde Çembersel Hareket Sürtünmenin önemsenmediği yatay düzlemde m kütleli bir cisim, r uzun­ luğundaki ipin ucuna bağlı olarak düzgün çembersel hareket yapmaktadır. Bu hareket sırasında cisme etki eden kuvvetlerin yer aldığı serbest cisim di­ yagramı Şekil 1.9’da gösterilmiştir. İpte meydana gelen gerilme kuvveti (T "), cismi çembersel bir yörüngenin merkezine doğru çeken merkezcil kuvvettir. Bu nedenle ipteki gerilme kuvvetinin büyüklüğü, T = Fm = m . = m . ω 2 . r θ 2 r matematiksel modeliyle ifade edilir. Bu kuvvet, cismin hareketi süresince çembersel yörünge üzerindeki tüm noktalarda eşit büyüklüktedir. Yatay düzlem O N " T " m . g " r " Şekil 1.9: Sürtünmesi ihmal edilen yatay düzlem üzerinde ipe bağlı düzgün çembersel hareket yapan cisim