Düzgün Çembersel Hareket Yapan Cisimlerin Hareket Analizi ve Araçların Emniyetli Dönüş Şartları
12.1.1.2. Düzgün çembersel harekette merkezcil kuvvetin bağlı olduğu değişkenleri analiz eder. · 12.1.1.3. Yatay, düşey ve eğimli zeminlerde düzgün çembersel hareket yapan cisimlerin serbest cisim diyagramlarını çizerek hareketini analiz eder.
- Yatay virajda aracın güvenle dönebilmesi için tekerlekler arasındaki sürtünme kuvveti merkezcil kuvveti karşılamalıdır: vmax = .
- Eğimli virajda sürtünmesiz emniyetli dönüş şartı tan α = v²g · r bağıntısıyla belirlenir; araç kütlesinden bağımsızdır.
- Düşey düzlemde çembersel harekette ip gerilmesi en alt noktada maksimum (Talt = Fm + mg), en üst noktada minimumdur (Tüst = Fm − mg).
Görseldeki viraj modellerini sağ sütundaki emniyetli dönüş şartlarıyla eşleştiriniz.
Görseldeki viraj ve ip gerilmesi analizine göre yargılardan doğru olanlara D, yanlış olanlara Y işaretleyiniz.
| D | Y | |
| Yatay virajda güvenli dönüş için maksimum hız aracın kütlesinden bağımsızdır. | ✓ | |
| Düşey düzlemde dönerken ip gerilmesinin en büyük olduğu yer çemberin en üst noktasıdır. | ✓ | |
| Eğimli virajlarda yolun dış kenarı iç kenarına göre daha yüksek inşa edilir. | ✓ | |
| Viraj yarıçapı artırıldığında aracın güvenle dönebileceği maksimum hız azalır. | ✓ |
Görseldeki sürtünme katsayısı k = 0,4 olan 100 m yarıçaplı yatay viraja giren bir aracın güvenle dönebileceği maksimum sürat (g = 10 m/s2) kaç m/s'dir?
- A20 m/s
- B10 m/s
- C30 m/s
- D40 m/s
Görseldeki eğimli viraj modelinde güvenli dönüş hızının aracın kütlesine bağlı olup olmadığını yazınız.
Düzgün çembersel hareket yapan cisimlerin konumlarına göre kuvvet bağıntılarını inceleyerek tabloyu tamamlayınız.
| Çembersel Hareket Konumu | İp Gerilmesi Bağıntısı | Minimum / Maksimum Durum |
|---|---|---|
| En Alt Nokta | Talt = Fmerkezcil + mg | Maksimum ip gerilmesi |
| En Üst Nokta | Tüst = Fmerkezcil − mg | Minimum ip gerilmesi |
| Yatay Hizadaki Nokta | Tyatay = Fmerkezcil | Ağırlık ipe dik olduğundan katkı yapmaz |
| Eğimli Viraj (Sürtünmesiz) | tan α = v²g·r | Kütleden bağımsız emniyetli dönüş |
Görseldeki düşey düzlemde döndürülen cismin ip gerilmelerini en büyükten en küçüğe doğru 1'den 4'e kadar sıralayınız.
- 4Yörüngenin en üst noktasından geçerken oluşan ip gerilmesi
- 1Yörüngenin en alt noktasından geçerken oluşan ip gerilmesi
- 3Düşeyle açı yapan üst ara konumdan geçerken oluşan ip gerilmesi
- 2Yatay doğrultudan (merkez seviyesinden) geçerken oluşan ip gerilmesi
Görseldeki düşey dairesel rayda m kütleli cisim en üst noktadan düşmeden ancak geçebilmektedir. Bu anda rayın cisme uyguladığı tepki kuvveti (N) kaç Newton'dur?
- A0 N
- B1 mg N
- C2 mg N
- D3 mg N
Yatay bir virajda yolun sürtünme katsayısı 4 katına çıkarılırsa maksimum emniyetli sürat kaç katına çıkar?
Dairesel hareket dinamikleriyle ilgili yargılardan doğru olanlara D, yanlış olanlara Y işaretleyiniz.
| D | Y | |
| Konik sarkaçta ip gerilmesinin düşey bileşeni cismin ağırlığını dengeler. | ✓ | |
| Düşey düzlemde ip gerilmesi daima sabittir ve yer çekimi ivmesinden etkilenmez. | ✓ | |
| Yağışlı havalarda yatay virajda sürtünme azaldığı için emniyetli hız düşer. | ✓ | |
| Dönen silindirde cismin düşmemesi için sürtünme katsayısının minimum değeri kütleye bağlıdır. | ✓ |
Görseldeki dairesel hareket düzeneklerini temel fiziksel işleyişleriyle eşleştiriniz.
Görseldeki viraj ve dinamik ipuçlarından yararlanarak bulmacayı çözünüz. Turuncu anahtar kutulardaki harfleri birleştirerek gizli mekanik terimini bulunuz.
Turuncu kutulardaki harfler yukarıdan aşağıya: SARKAC
Karayolları mühendislerinin yüksek hızlı otoyol virajlarını neden içe doğru eğimli inşa ettiklerini açıklayınız.