11. Sınıf Fizik Ders Kitabı Sayfa 82 Cevapları (MEB Yayınları)

1. ÜNİTE Yunus Emre, pürüzlü bir yüzey ile bir cisim arasındaki statik ve kinetik sürtünme katsayılarını ölçmek amacıyla bir deney düzeneği tasarlamak istiyor. Yunus Emre, nasıl bir düzenek tasarlar ve hangi işlemleri yaparsa amacına ulaşır? Açıklayınız. Küçük bir blok ve tahta bir düzlem kullanılarak sürtünme katsayısı ölçülebilir. Tahta düzlem kul­ lanılarak bir eğik düzlem oluşturulur ve blok, eğik düzlem üzerinde serbest bırakılır. Blok kaymaya başlayana kadar eğik düzlemin yatay eksenle yap­ tığı açı artırılır. Tam kaymanın başladığı açı ölçüle­ rek (θ1) statik sürtünme katsayısı bulunur. Eğik düzlemin üzerindeki bloka etki eden kuvvet­ ler m . g " yer çekimi kuvveti, N " normal kuvveti ve F " s statik sürtünme kuvvetidir. Blok tam hareket etmek üzere iken bu kuvvetler dengelenmiş hâl­ dedir. Yer çekimi kuvveti eğik düzleme paralel ve dik olarak bileşenlere ayrılıp bu iki eksen için de Newton’ın II. Hareket Yasası uygulandığında m . g . cosθ - N = 0 ise N = m . g . cosθ bulunur. Burada bulunan N ifadesi aşağıdaki mate­ matiksel modelde yerine yazılırsa m . g . sinθ - Fs = 0 ise m . g . sinθ = ks . m . g . cosθ olur. Statik sürtünme katsayısı, ks = sinθ1 cosθ1 = tanθ1 olarak hesaplanır. Yukarıda ölçülen açının tanjant değeri statik sürtünme katsayısını verir. Örneğin cisim 45 o de kaymaya başladıysa statik sürtünme katsayısı tan45 o = 1 olur. Blok harekete başladıktan sonra eğik düzlem üzerinde ivmelenir. Açı değeri biraz azaltılarak (θ2) ivmenin büyüklüğü sıfıra düşürülürse, bir başka deyişle cismin sabit hızla gitmesi sağlanırsa kinetik sürtünme katsayısı tespit edilebilir. Aynı matematiksel model bu defa kinetik sürtünme katsayısını bulmak için kullanılır: kk = sinθ2 cosθ2 = tanθ2 Örneğin cisim 37 o de sabit hızla ilerlemeye başladıysa kinetik sürtünme katsayısı tan37 o = 0,75 olur. Deney, farklı maddelerden yapılmış bloklar kullanılarak farklı zeminlerin sürtünme katsayılarını bulmak için tekrar edilebilir. İp θ1 Yatay 0

2. Konum X m . g " N " fs m . g . sinθ m . g . cosθ Örnek Cevap