Düzgün çembersel harekette merkezcil kuvvetin bağlı olduğu değişkenleri analiz eder.
ÇEMBERSEL HAREKET · DÜZGÜN ÇEMBERSEL HAREKET
Sürtünmesi ihmal edilen yatay bir masa üzerinde, bir ucu masadaki çiviye bağlı ipin diğer ucundaki 0,5 kg kütleli cisim, yarıçapı 2 m olan çembersel yörüngede 4 m/s sabit süratle dolanmaktadır.
Cisme etki eden merkezcil kuvvetin büyüklüğünü hesaplayınız.
Yarıçap değiştirilmeden cismin sürati 8 m/s'ye çıkarılırsa merkezcil kuvvet kaç newton olur? Merkezcil kuvvetin süratle nasıl değiştiğini açıklayınız.
Bir simülasyonda düzgün çembersel hareket yapan cisimlere etki eden merkezcil kuvvetler ölçülmüştür:
| Deney | m (kg) | v (m/s) | r (m) | F (N) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 2 | 1 | 4 |
| 2 | 2 | 2 | 1 | 8 |
| 3 | 1 | 4 | 1 | 16 |
| 4 | 1 | 2 | 2 | 2 |
Merkezcil kuvvetin kütle, sürat ve yarıçapla ilişkisini belirlemek için hangi deneylerin karşılaştırılması gerektiğini yazınız ve her ilişkiyi belirtiniz.
Belirlediğiniz ilişkileri birleştirerek merkezcil kuvvetin matematiksel modelini yazınız ve m = 3 kg, v = 2 m/s, r = 3 m olan 5. deneyde ölçülecek kuvveti hesaplayınız.
Şekildeki gibi döner bir tablanın üzerine, tablanın dönme ekseninden 0,1 m ve 0,2 m uzaklığa 10'ar gramlık iki özdeş madeni para (K ve L) konmuştur. Tabla 10 rad/s sabit açısal hızla dönmekte ve paralar tablaya göre kaymamaktadır.
K ve L paralarının çizgisel süratlerini ve bunlara etki eden merkezcil kuvvetleri hesaplayınız.
Bir öğrenci, " bağıntısına göre yarıçap arttıkça merkezcil kuvvet azalır; bu nedenle L parasına etki eden merkezcil kuvvet K'ninkinden küçüktür." demiştir. Bu iddiayı hangi değişkenin sabit tutulduğunu dikkate alarak değerlendiriniz.
Paraların kaymadan dönmesini sağlayan merkezcil kuvvetin hangi kuvvet olduğunu belirtiniz. Tabla giderek hızlandırılırsa hangi paranın önce kayacağını gerekçesiyle tahmin ediniz.
Puanlar sorunun kendi içindeki dağılımıdır; senaryo yazılısında tüm sorular birlikte 100 puana ölçeklenir.