Dinamik: hızlı tekrar paketi

Formül kâğıtları, her konunun temel yöntem adımları ve 20 alıştırma sorusu; tam çözümler en sonda.

Yeni sorularDerse dön

Yazdırma penceresinde, bir kopyayı cihazınızda saklamak için “PDF olarak kaydet” seçeneğini seçin.

1Formüller ve yöntemler

Kinematik

Hız
v = v0 + a·t
Yer değiştirme
s = v0·t + ½·a·t²
Zaman olmadan
v² = v0² + 2·a·s
Birimler
1 m/s = 3,6 km/h

Yöntem

  1. Bildiklerinizi birimleriyle listeleyin: v₀, v, a, t ve s.
  2. Üç bilineninizi ve bilinmeyeni içeren denklemi seçin.
  3. Bir pozitif yön seçin ve zıt yöndeki büyüklüklere eksi işareti verin.
  4. Çözün ve cevabın fiziksel olarak anlamlı olduğunu kontrol edin.

Newton yasaları

İkinci yasa
ΣF = m·a
Ağırlık
W = m·g
Kinetik sürtünme
Ff = μ·N
Eğik düzlemde
eğim boyunca: m·g·sin θ, dik: m·g·cos θ

Yöntem

  1. Cisme etkiyen her kuvvetle bir serbest cisim diyagramı çizin.
  2. Hareket boyunca bir pozitif yön seçin.
  3. Kuvvetleri harekete paralel ve dik bileşenlere ayırın (eğimde: boyunca m·g·sin θ, yüzeye doğru m·g·cos θ).
  4. Hareket boyunca ΣF = m·a uygulayın; sürtünme harekete karşı μ·N’dir.

Eğik atış

Bileşenler
vx = v0cos θ, vy = v0sin θ
Konum
x = vxt, y = h + vyt − ½gt²
Maksimum yükseklik
H = h + vy²/(2g)
Menzil (düz zemin)
R = v0²·sin 2θ/g

Yöntem

  1. Atış hızını bileşenlerine ayırın: vx = v₀·cos θ ve vy = v₀·sin θ.
  2. Yatay hareket sabit hızlıdır; düşey hareketin ivmesi −g’dir.
  3. Uçuş süresini düşey hareketten bulun.
  4. Menzili bulmak için bu süreyi yatay harekette kullanın.

Dairesel hareket

Merkezcil ivme
a = v²/r = ω²·r
Merkezcil kuvvet
F = m·v²/r
Açısal hız
ω = v/r = 2π/T
Düz viraj, sürtünme
vmax = √(μ·g·r)

İş ve enerji

Kinetik enerji
Ek = ½mv²
Potansiyel enerji
Ep = mgh
Enerji denkliği
Ek1 + Ep1 + W = Ek2 + Ep2 + losses
Sürtünme işi
W = μ·N·d
Güç
P = W/t

Momentum ve çarpışmalar

Momentum
p = m·v
Korunum
Σm·v (before) = Σm·v (after)
Tamamen esnek olmayan
v′ = (m1v1 + m2v2)/(m1 + m2)
İtme
J = F·Δt = m·Δv

Yöntem

  1. Bir pozitif yön seçin ve her hıza işaretini verin.
  2. Önceki toplam momentumu yazın: Σm·v.
  3. Tamamen esnek olmayan çarpışmada cisimler sonra birlikte hareket eder; esnek çarpışmada kinetik enerji de korunur.
  4. Önceki momentumu sonraki momentuma eşitleyin ve çözün.

Rijit cismin dönmesi

G’ye göre atalet momentleri
çubuk mL²/12, disk ½mR², halka mR², dolu küre (2/5)mR², içi boş küre (2/3)mR²
Paralel eksen teoremi
I = IG + m·d²
Atalet yarıçapı
I = m·k²
Ucuna göre çubuk
I = mL²/3
Hareket denklemi
ΣM = I·α
rad/s cinsinden hız
ω = 2π·n/60
Kinetik enerji
E = ½·I·ω²
İş ve güç
W = T·θ, P = T·ω
Kaymadan yuvarlanma
v = ω·r, E = ½mv²(1 + I/(mr²)), a = g·sin θ/(1 + I/(mr²))
Açısal momentum
L = I·ω, I1ω1 = I2ω2
Bir mafsal etrafında çarpma
m·v·d = I·ω

Yöntem

  1. Ekseni seçin: sabit bir mafsal ya da yuvarlanan cisimler için kütle merkezi.
  2. O eksene göre atalet momentini standart sonuçlardan bulun; kaydırılmış eksen için I = IG + m·d² kullanın.
  3. Yöntemi seçin: ivmeler ve kuvvetler için ΣM = I·α, hızlar için enerji (½·I·ω² + ½·m·v² + m·g·h), çarpmalar ve ani değişimler için açısal momentum.
  4. Doğrusal ve dönme hareketini v = ω·r ve a = α·r ile bağlayın ve devir/dakikayı rad/s’ye çevirin.

Dişliler ve dişli dizileri

Birbirini kavrayan dişliler
n1·N1 = n2·N2
Tork
T2 = T1·(N2/N1)·η
Güç
P = T·ω, ω = 2π·n/60
Bileşik dişli dizisi
toplam oran = kademe oranlarının çarpımı

Yaylar ve sarkaçlar

Yaydaki kütle
T = 2π·√(m/k)
Sarkaç
T = 2π·√(L/g)
Açısal frekans
ω = √(k/m) = 2π/T
En büyük hız ve ivme
vmax = A·ω, amax = A·ω²
Enerji
E = ½·k·A²

Mekanik titreşimler

Doğal frekans
ωn = √(k/m), fn = ωn/(2π)
Statik çökmeden
ωn = √(g/δst)
Kritik sönüm
cc = 2√(km) = 2mωn
Sönüm oranı
ζ = c/cc
Sönümlü frekans
ωd = ωn√(1 − ζ²)
Logaritmik azalma
δ = (1/n)·ln(x0/xn), ζ = δ/√(4π² + δ²)
Paralel yaylar
k = k1 + k2
Seri yaylar
1/k = 1/k1 + 1/k2

2Alıştırma soruları

1.KinematikOrta
polisa = 4,5 m/s²otomobil21 m/s

Sabit 21 m/s hızla giden bir araç, duran bir polis arabasının yanından geçiyor. O anda polis arabası harekete geçiyor ve 4,5 m/s² ile düzgün olarak hızlanıyor. Polis arabasının yetişmesi ne kadar sürer? t değerini bulun.

vcar = 21 m/sapolice = 4,5 m/s²v0,police = 0
t = s
2.KinematikZor
v₀ = 9 m/s5 m

Bir top, yerden 5 m yükseklikteki bir çatının kenarından 9 m/s hızla düşey olarak yukarı atılıyor. Hava direncini ihmal edin ve g = 9,81 m/s² alın. Top atıldıktan ne kadar süre sonra yere çarpar? t değerini bulun.

v₀ = 9 m/sh₀ = 5 mg = 9,81 m/s²
t = s
3.Newton yasalarıOrta
θ = 25°a = ?m = 11 kg

11 kg’lık bir blok, yatayla 25° açı yapan bir eğik düzlemden aşağı kayıyor. Kinetik sürtünme katsayısı 0,1. g = 9,81 m/s² alın. Bloğun eğim boyunca ivmesi a değerini bulun.

m = 11 kgθ = 25°μ = 0,1g = 9,81 m/s²
a = m/s²
4.Newton yasalarıZor
m1​ = 2 kg7 kgθ = 40°

40° eğimli bir rampadaki 2 kg’lık bir blok, rampanın tepesindeki sürtünmesiz bir makaradan geçen hafif bir iple 7 kg’lık asılı bir kütleye bağlıdır. Asılı kütle aşağı doğru hareket ediyor. Blok ile rampa arasındaki kinetik sürtünme katsayısı 0,25. g = 9,81 m/s² alın. İpteki gerilme kuvveti T değerini bulun.

m1 = 2 kgm2 = 7 kgθ = 40°μ = 0,25g = 9,81 m/s²
T = N
5.Eğik atışOrta
v0​ = ?15°R = 20 m

Bir top düz zeminden yatayın 15° üstünde atılıyor ve 20 m uzağa düşüyor. Hava direncini ihmal edin ve g = 9,81 m/s² alın. Atış hızı v0 değerini bulun.

θ = 15°R = 20 mg = 9,81 m/s²
v0 = m/s
6.Eğik atışZor
h = 35 mv0​ = 13 m/s60°α = ?

Bir top 35 m’lik bir uçurumun tepesinden 13 m/s hızla ve yatayın 60° üstünde atılıyor. Hava direncini ihmal edin ve g = 9,81 m/s² alın. Yere yatayın altında hangi açıyla α çarpar?

v₀ = 13 m/sθ = 60°h = 35 mg = 9,81 m/s²
α = °
7.Dairesel hareketOrta
r = 50 mvmax​ = ?

Bir otomobil 50 m yarıçaplı düz bir virajı dönüyor. Lastiklerle yol arasındaki statik sürtünme katsayısı 0,5. g = 9,81 m/s² alın. Otomobilin kaymadan virajı dönebileceği en yüksek hız vmax değerini bulun.

r = 50 mμs = 0,5g = 9,81 m/s²
vmax = m/s
8.Dairesel hareketZor
r = 1,5 mv = ?

1,5 m uzunluğunda bir ipe bağlı bir top düşey bir çember üzerinde döndürülüyor. g = 9,81 m/s² alın. İpin tam gergin kaldığı, tepedeki en küçük hız vmin nedir?

r = 1,5 mg = 9,81 m/s²
vmin = m/s
9.İş ve enerjiOrta
25°d = 20 mμ = 0,1

4 kg kütleli bir blok, yatayla 25° açı yapan bir eğimde 20 m kayıyor; kinetik sürtünme katsayısı 0,1. Sürtünmeye karşı yapılan iş Wf değerini bulun.

m = 4 kgθ = 25°μ = 0,1d = 20 mg = 9,81 m/s²
Wf = J
10.İş ve enerjiZor
F = 70 N20°μ = 0,110 kg

Kütlesi 10 kg olan bir blok, 20° eğimli bir yüzeyin dibinde durgun hâlden başlıyor ve eğime paralel 70 N sabit bir kuvvetle yukarı çekiliyor. Kinetik sürtünme katsayısı 0,1’tür. Blok eğim boyunca 7 m yukarı hareket ettikten sonraki hızı v değerini bulun.

m = 10 kgF = 70 Nθ = 20°μ = 0,1d = 7 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
11.Momentum ve çarpışmalarOrta
1100 kg7 m/s1300 kg

7 m/s hızla giden 1100 kg’lık bir otomobil, duran 1300 kg’lık bir otomobile çarpıyor ve ikisi birbirine kenetleniyor. Başlangıçtaki kinetik enerjinin yüzde kaçı ΔK/K kaybolur?

m1 = 1100 kgv1 = 7 m/sm2 = 1300 kgv2 = 0
ΔK/K = %
12.Momentum ve çarpışmalarZor
9 m/s17 m/s

0,5 kg’lık bir top bir duvara 9 m/s hızla çarpıyor ve 17 m/s hızla tam geri sekiyor. Temas 20 ms sürüyor. Duvarın topa uyguladığı ortalama kuvvet Favg değerini bulun.

m = 0,5 kgvin = 9 m/svout = 17 m/sΔt = 20 ms
Favg = N
13.Rijit cismin dönmesiOrta
0 → 1600 rpmI = 18 kg·m²

Bir motor, atalet momenti 18 kg·m² olan bir volanı 29 s içinde duruştan 1600 devir/dakikaya çıkarıyor. Kayıpları ihmal ederek verdiği ortalama gücü Pavg kW cinsinden bulun.

I = 18 kg·m²n = 1600 rpmt = 29 s
Pavg = kW
14.Rijit cismin dönmesiZor
3,5 m/sω

Kütlesi 19,5 kg olan bir dolu silindir kaymadan 3,5 m/s ile yuvarlanıyor. Dönme kinetik enerjisini Erot bulun.

m = 19,5 kgv = 3,5 m/sI = ½·m·r²
Erot = J
15.Dişliler ve dişli dizileriOrta
d1​ = 80 mmd2​ = 300 mm720 rpmT1​ = 1000 NT2​ = 500 NP = ?

Bir kayış, 720 rpm ile dönen 80 mm’lik bir tahrik kasnağı üzerinde çalışıyor. Gergin tarafta çekme kuvveti 1000 N, gevşek tarafta 500 N. İletilen gücü P kW cinsinden bulun.

d1 = 80 mmn1 = 720 rpmT1 = 1000 NT2 = 500 N
P = kW
16.Dişliler ve dişli dizileriZor
d1​ = 200 mmd2​ = 450 mm960 rpmC = 1200 mmθ = ?

Açık bir kayış, merkezleri 1200 mm arayla duran 200 mm’lik ve 450 mm’lik kasnakları bağlıyor. Küçük kasnaktaki sarılma açısını θ derece cinsinden bulun.

d1 = 200 mmd2 = 450 mmC = 1200 mm
θ = °
17.Yaylar ve sarkaçlarOrta
L = ?

Periyodu 0,8 s olması için basit bir sarkaç ne uzunlukta olmalıdır? g = 9,81 m/s² alın. L değerini bulun.

T = 0,8 sg = 9,81 m/s²
L = m
18.Yaylar ve sarkaçlarZor
2,3 kgk = 370 N/mA = 4 cm

k = 370 N/m olan bir yaya bağlı 2,3 kg’lık bir kütle denge konumundan 4 cm çekilip serbest bırakılıyor. En büyük ivmesi amax değerini bulun.

m = 2,3 kgk = 370 N/mA = 4 cm
amax = m/s²
19.Mekanik titreşimlerOrta
k = 100 kN/mζ = 0,7m = 20 kg

Rijitliği 100 kN/m olan bir yay üzerindeki 20 kg’lık bir kütlenin, 0,7 sönüm oranı veren viskoz bir sönümleyicisi var. Serbest titreşiminin sönümlü doğal frekansı fd değerini Hz cinsinden bulun.

m = 20 kgk = 100 kN/mζ = 0,7
fd = Hz
20.Mekanik titreşimlerZor
k1​ = 40k2​ = 50m = 100 kg

100 kg’lık bir kütle, rijitlikleri k₁ = 40 kN/m ve k₂ = 50 kN/m olan yan yana (paralel) iki yaya asılı. Kütle yatay kalıyor. Yay sisteminin eşdeğer rijitliği keq değerini kN/m cinsinden bulun.

m = 100 kgk1 = 40 kN/mk2 = 50 kN/m
keq = kN/m

3Çözeltiler

1.Kinematik

Cevap: t = 9,333 s

Motion with constant acceleration: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² and v² = v₀² + 2·a·s. Pick the equation that contains the three things you know and the one you want, and keep the signs consistent with one positive direction.

Eşit mesafeler

v·t = ½·a·t² → t = 2v/a = 2·21/4,5 = 9,333 s

Cevap

t = 9,333 s

O anda polis arabası 2v = 42 m/s hızla hareket eder.

2.Kinematik

Cevap: t = 2,282 s

Sabit ivmeli hareket: v = v₀ + a·t, s = v₀·t + ½·a·t² ve v² = v₀² + 2·a·s. Bildiğiniz üç büyüklüğü ve aradığınız büyüklüğü içeren denklemi seçin ve işaretleri tek bir pozitif yöne göre tutarlı tutun.

Hareket denklemi

Yukarı pozitiftir ve yer, başlangıç noktasının h₀ altındadır.

−5 = 9·t − ½·9,81·t²
4,905·t² − 9·t − 5 = 0

İkinci derece denklemi çözün

Yalnızca pozitif kök fiziksel olarak anlamlıdır.

t = (9 + √(9² + 2·9,81·5))/9,81 = 2,282 s

Cevap

t = 2,282 s
3.Newton yasaları

Cevap: a = 3,257 m/s²

Newton’un ikinci yasası: bir cisme etkiyen net kuvvet, kütlesi ile ivmesinin çarpımına eşittir: ΣF = m·a. Bir serbest cisim diyagramı çizin, hareket doğrultusunda bir pozitif yön seçin ve o doğrultudaki tüm kuvvetleri toplayın: uygulanan kuvvetler, harekete karşı koyan μ·N sürtünmesi ve yer çekiminin bileşenleri.

Eğim boyunca kuvvetler

Eğim boyunca aşağı yön pozitiftir.

m·a = m·g·sin θ − μ·m·g·cos θ

İvme

a = 9,81·(sin 25° − 0,1·cos 25°) = 9,81·(0,4226 − 0,09063) = 3,257 m/s²

Cevap

a = 3,257 m/s²
4.Newton yasaları

Cevap: T = 27,99 N

Newton’s second law: the net force on a body equals its mass times its acceleration, ΣF = m·a. Draw a free-body diagram, choose a positive direction along the motion, and add every force in that direction: applied forces, friction μ·N against the motion, and the components of gravity.

İp boyunca kuvvetler

m₂·g = 68,67 N
m₁·g·sin θ = 12,61 N
μ·m₁·g·cos θ = 3,757 N

Sistemin ivmesi

a = (68,67 − 12,61 − 3,757)/9 = 5,811 m/s²

Asılı kütleden ip gerilmesi

m2·g − T = m2·a → T = 7·(9,81 − 5,811) = 27,99 N

Cevap

T = 27,99 N
5.Eğik atış

Cevap: v0 = 19,81 m/s

Projectile motion: with no air resistance, x = vxt and y = h + vyt − ½gt². The two directions are independent except that they share the same time.

Menzil formülünü v₀ için çözün

v₀ = √(g·R/sin 2θ) = √(9,81·20/sin 30°) = 19,81 m/s

Cevap

v0 = 19,81 m/s
6.Eğik atış

Cevap: α = 77,16 °

Projectile motion: with no air resistance, x = vxt and y = h + vyt − ½gt². The two directions are independent except that they share the same time.

Atış hızını bileşenlerine ayırın

vx = 13·cos 60° = 6,5 m/s
vy0 = 13·sin 60° = 11,26 m/s

Çarpmadaki düşey hız

Düşey yönde enerji veya v² = v₀² + 2as.

vy = √(11,26² + 2·9,81·35) = 28,52 m/s

Çarpma açısı

tan α = vy/vx = 28,52/6,5 → α = 77,16°

Cevap

α = 77,16°
7.Dairesel hareket

Cevap: vmax = 15,66 m/s

Düzgün dairesel hareket: r yarıçaplı bir çember üzerinde v hızıyla hareket eden bir cisim merkeze doğru a = v²/r ivmesiyle ivmelenir; bu yüzden içe doğru F = m·v²/r net kuvvetine ihtiyaç duyar. Bu kuvveti gerçek bir etki sağlar: sürtünme, ip gerilmesi, yer çekimi ya da normal kuvvet.

Merkezcil kuvveti sürtünme sağlar

m·v²/r = μ·m·g
v = √(μ·g·r) = √(0,5·9,81·50) = 15,66 m/s

Cevap

vmax = 15,66 m/s (56,38 km/h)
8.Dairesel hareket

Cevap: vmin = 3,836 m/s

Düzgün dairesel hareket: r yarıçaplı bir çember üzerinde v hızıyla hareket eden bir cisim merkeze doğru a = v²/r ivmesiyle ivmelenir; bu yüzden içe doğru F = m·v²/r net kuvvetine ihtiyaç duyar. Bu kuvveti gerçek bir etki sağlar: sürtünme, ip gerilmesi, yer çekimi ya da normal kuvvet.

Tepede gerilme kuvveti sıfır

m·g = m·v²/r → v = √(g·r) = √(9,81·1,5) = 3,836 m/s

Cevap

vmin = 3,836 m/s
9.İş ve enerji

Cevap: Wf = 71,13 J

İş–enerji ilkesi: kinetik enerjideki değişim tüm kuvvetlerin işine eşittir. Yer çekimi ve yayları potansiyel enerji (mgh ve ½kx²) olarak yazmak bunu bir denkliğe çevirir: ilk enerji = son enerji + sürtünmeyle kaybedilen enerji (μN·d).

Sürtünme kuvveti

N = mg·cos θ = 39,24·0,9063 = 35,56 N
F = μN = 0,1·35,56 = 3,556 N

Sürtünmeye karşı iş

Wf = F·d = 3,556·20 = 71,13 J

Cevap

Wf = 71,13 J
10.İş ve enerji

Cevap: v = 6,174 m/s

İş–enerji ilkesi: kinetik enerjideki değişim tüm kuvvetlerin işine eşittir. Yer çekimi ve yayları potansiyel enerji (mgh ve ½kx²) olarak yazmak bunu bir denkliğe çevirir: ilk enerji = son enerji + sürtünmeyle kaybedilen enerji (μN·d).

Eğim boyunca kuvvetler

m·g = 10·9,81 = 98,1 N
mg·sin θ = 33,55 N
μ·mg·cos θ = 9,218 N

İş–enerji

½mv² = (70 − 42,77)·7 = 190,6 J
v = √(2·190,6/10) = 6,174 m/s

Cevap

v = 6,174 m/s
11.Momentum ve çarpışmalar

Cevap: ΔK/K = 54,17 %

Conservation of momentum: when no external force acts during a collision, the total momentum Σm·v before equals the total after. Velocities have a direction, so pick a positive direction and give velocities the other way a minus sign. In an elastic collision kinetic energy is conserved too; in a perfectly inelastic one the bodies stick together.

Ortak hız

v′ = m1·v1/(m1 + m2) = 1100·7/2400 = 3,208 m/s

Önceki ve sonraki kinetik enerji

Kbefore = ½·1100·7² = 26950 J
Kafter = ½·2400·3,208² = 12352 J

Kaybolan kesir

ΔK/K = 14598/26950 = 54,17 %

Cevap

ΔK/K = 54,17 %

Kaybolan enerji şekil değiştirmeye, ısıya ve sese gider.

12.Momentum ve çarpışmalar

Cevap: Favg = 650 N

Momentumun korunumu: bir çarpışma sırasında dış kuvvet etkimiyorsa, önceki toplam momentum Σm·v sonrakine eşittir. Hızların yönü vardır; bu yüzden bir pozitif yön seçin ve ters yöndeki hızlara eksi işareti verin. Esnek çarpışmada kinetik enerji de korunur; tamamen esnek olmayan çarpışmada cisimler birbirine yapışır.

Momentumdaki değişim

J = m·Δv = 0,5·(17 + 9) = 13 N·s

Ortalama kuvvet

Favg = J/Δt = 13/0,02 = 650 N

Cevap

Favg = 650 N
13.Rijit cismin dönmesi

Cevap: Pavg = 8,712 kW

Rotation about a fixed axis: the sum of the moments about the axis equals I·α (ΣM = I·α), just as ΣF = m·a for translation. In energy form, a torque T turning through an angle θ (in radians) does work T·θ, which changes the kinetic energy ½·I·ω²; gravity adds or removes m·g·Δh of the centre of mass. Power is P = T·ω.

Açısal hız

ω = 2π·1600/60 = 167,6 rad/s

Enerji

E = ½·I·ω² = ½·18·167,6² = 252662 J

Ortalama güç

Pavg = E/t = 252662/29 = 8712 W = 8,712 kW

Cevap

Pavg = 8,712 kW
14.Rijit cismin dönmesi

Cevap: Erot = 59,72 J

Rolling and angular momentum: a body rolling without slipping has v = ω·r, so its kinetic energy is ½·m·v² + ½·I·ω² = ½·m·v²·(1 + I/(m·r²)). Down a slope that gives a = g·sin θ/(1 + I/(m·r²)). When no external moment acts about an axis, the angular momentum about that axis stays constant, I₁·ω₁ = I₂·ω₂, even if kinetic energy is lost.

Öteleme ve dönme kısımları

Etrans = ½·m·v² = ½·19,5·3,5² = 119,4 J
Erot = ½·I·ω² = ½·0,5·m·r²·(v/r)² = 0,5·119,4 = 59,72 J

Cevap

Erot = 59,72 J
15.Dişliler ve dişli dizileri

Cevap: P = 1,508 kW

Kayış-kasnak sürücüleri: kayma olmadığında iki kasnağın çevre hızı aynıdır, v = π·d·n/60; dolayısıyla n₁·d₁ = n₂·d₂ ve hız oranı d₂/d₁’dir. s kayması, tahrik edilen kasnağı biraz yavaşlatır: n₂ = n₁·(d₁/d₂)·(1 − s). İletilen güç P = (T₁ − T₂)·v’dir; T₁ gergin taraftaki, T₂ gevşek taraftaki çekme kuvvetidir. Sürtünme gerilmelerin oranını sınırlar: T₁/T₂ = eμθ; burada θ, küçük kasnaktaki sarılma açısıdır (radyan cinsinden); açık bir kayış için θ = π − 2·asin((d₂ − d₁)/(2C)), C eksenler arası uzaklıktır.

Kayış hızı

v = 3,016 m/s

Güç

P = (1000 − 500)·3,016 = 1508 W = 1,508 kW

Cevap

P = 1,508 kW
16.Dişliler ve dişli dizileri

Cevap: θ = 168 °

Kayış-kasnak sürücüleri: kayma olmadığında iki kasnağın çevre hızı aynıdır, v = π·d·n/60; dolayısıyla n₁·d₁ = n₂·d₂ ve hız oranı d₂/d₁’dir. s kayması, tahrik edilen kasnağı biraz yavaşlatır: n₂ = n₁·(d₁/d₂)·(1 − s). İletilen güç P = (T₁ − T₂)·v’dir; T₁ gergin taraftaki, T₂ gevşek taraftaki çekme kuvvetidir. Sürtünme gerilmelerin oranını sınırlar: T₁/T₂ = eμθ; burada θ, küçük kasnaktaki sarılma açısıdır (radyan cinsinden); açık bir kayış için θ = π − 2·asin((d₂ − d₁)/(2C)), C eksenler arası uzaklıktır.

Kayış açısı

asin(0,1042) = 5,979°

Sarılma açısı

θ = 180 − 2·5,979 = 168°

Cevap

θ = 168°
17.Yaylar ve sarkaçlar

Cevap: L = 0,159 m

Basit harmonik hareket: k sertlikli bir yaya bağlı m kütlesi ω = √(k/m) açısal frekansı ve T = 2π/ω = 2π·√(m/k) periyoduyla salınır. L uzunluğundaki basit sarkaç için T = 2π·√(L/g). A genliğiyle en büyük hız A·ω, en büyük ivme A·ω² ve enerji ½·k·A²’dir.

Uzunluk için çözün

L = g·(T/2π)² = 9,81·(0,8/2π)² = 0,159 m

Cevap

L = 0,159 m
18.Yaylar ve sarkaçlar

Cevap: amax = 6,435 m/s²

Basit harmonik hareket: k sertlikli bir yaya bağlı m kütlesi ω = √(k/m) açısal frekansı ve T = 2π/ω = 2π·√(m/k) periyoduyla salınır. L uzunluğundaki basit sarkaç için T = 2π·√(L/g). A genliğiyle en büyük hız A·ω, en büyük ivme A·ω² ve enerji ½·k·A²’dir.

Açısal frekans

ω = √(370/2,3) = 12,68 rad/s

En büyük ivme

amax = A·ω² = 0,04·12,68² = 6,435 m/s²

Cevap

amax = 6,435 m/s²
19.Mekanik titreşimler

Cevap: fd = 8,037 Hz

Kütle–yay sisteminin serbest titreşimi: sönümsüz doğal frekans rad/s cinsinden ωn = √(k/m) ve Hz cinsinden fn = ωn/(2π)’dir. Viskoz bir sönümleyici c, ζ = c/cc sönüm oranını verir; kritik sönüm cc = 2·√(k·m) = 2·m·ωn’dir. Az sönümlü bir sistem (ζ < 1) ωd = ωn·√(1 − ζ²) ile salınır. Paralel yaylar toplanır, k = k₁ + k₂; seri yaylar tersleriyle toplanır, 1/k = 1/k₁ + 1/k₂.

Sönümsüz doğal frekans

ωn = √(100000/20) = 70,71 rad/s
fn = 70,71/(2π) = 11,25 Hz

Sönümlü doğal frekans

fd = fn·√(1 − ζ²) = 11,25·√(1 − 0,7²) = 8,037 Hz

Cevap

fd = 8,037 Hz
20.Mekanik titreşimler

Cevap: keq = 90 kN/m

Kütle–yay sisteminin serbest titreşimi: sönümsüz doğal frekans rad/s cinsinden ωn = √(k/m) ve Hz cinsinden fn = ωn/(2π)’dir. Viskoz bir sönümleyici c, ζ = c/cc sönüm oranını verir; kritik sönüm cc = 2·√(k·m) = 2·m·ωn’dir. Az sönümlü bir sistem (ζ < 1) ωd = ωn·√(1 − ζ²) ile salınır. Paralel yaylar toplanır, k = k₁ + k₂; seri yaylar tersleriyle toplanır, 1/k = 1/k₁ + 1/k₂.

Eşdeğer rijitlik

Yan yana yaylar aynı uzamayı paylaşır ve kuvvetleri toplanır, bu yüzden rijitlikleri doğrudan toplanır: k = k1 + k2.

keq = 40 + 50 = 90 kN/m

Cevap

keq = 90 kN/m

ExamProblems · examproblems.com/courses/dynamics