12. sınıf Fizik · 1. dönem 1. yazılı · 12.1.1.4

Yatay, düşey, eğimli zeminlerde araçların emniyetli dönüş şartları ile ilgili hesaplamalar yapar.

ÇEMBERSEL HAREKET · DÜZGÜN ÇEMBERSEL HAREKET

1.KolayYatay virajda emniyetli hız12 puan

Yatay ve düz bir yoldaki virajın yarıçapı 80 m'dir. Kuru yolda lastiklerle yol arasındaki statik sürtünme katsayısı 0,5'tir (g=10 m/s2g = 10\ \text{m/s}^2).

1.a

Aracın virajı dönerken merkezcil kuvveti hangi kuvvetin sağladığını belirtiniz ve aracın kaymadan dönebileceği en büyük sürati hesaplayınız.

7 p
1.b

Yağmurlu havada sürtünme katsayısı küçüldüğünde emniyetli dönüş süratinin nasıl değişeceğini açıklayınız ve virajlarda hız sınırına uymanın önemini belirtiniz.

5 p
2.OrtaEğimli virajın tasarımı14 puan

Bir otoyol virajının yarıçapı 90 m'dir. Mühendisler virajı, sürtünme olmasa bile araçların 15 m/s süratle güvenle dönebileceği şekilde eğimli tasarlamak istemektedir (Şekil) (g=10 m/s2g = 10\ \text{m/s}^2).

θVirajın merkezine doğru(r = 90 m)tasarım sürati: 15 m/ssürtünme yokKesit (arkadan görünüş)
Şekil: Eğimli virajın kesiti; yol yatayla θ açısı yapar. Şekil ölçekli değildir.
2.a

Sürtünmesiz eğimli virajda dönen bir araca etki eden kuvvetleri serbest cisim diyagramında gösteriniz ve merkezcil kuvveti neyin sağladığını açıklayınız.

5 p
2.b

Virajın yatayla yapması gereken θ eğim açısının tanjant değerini bulunuz.

5 p
2.c

Sürtünme yokken bu virajı 15 m/s'den daha hızlı ve daha yavaş geçen araçların hareketini yorumlayınız.

4 p
3.ZorTümsek ve çukurda tepki kuvveti16 puan

Kütlesi 1000 kg olan bir otomobil, düşey kesiti çember yayı biçiminde olan engebeli bir yolda ilerlemektedir. Yolun tümsek kısmının tepesindeki eğrilik yarıçapı 40 m, çukur kısmının en alt noktasındaki eğrilik yarıçapı da 40 m'dir (g=10 m/s2g = 10\ \text{m/s}^2).

3.a

Otomobil tümseğin tepesinden 10 m/s süratle geçerken yolun otomobile uyguladığı tepki kuvvetini hesaplayınız.

5 p
3.b

Otomobilin tümseğin tepesinde yolla temasını kaybetmeden geçebileceği en büyük sürati bulunuz.

5 p
3.c

Otomobil çukurun en alt noktasından 10 m/s süratle geçerken tepki kuvvetini bulunuz; bu değeri tümsekteki değerle karşılaştırarak sürücünün ne hissedeceğini yorumlayınız.

6 p

Puanlar sorunun kendi içindeki dağılımıdır; senaryo yazılısında tüm sorular birlikte 100 puana ölçeklenir.

Bu konunun geçtiği senaryo yazılıları

Senaryo 3: 1 soruSenaryo 4: 1 soru