Fen bilimleri8.sınıf

LGS
1

image
image3024×4032 1.24 MB

@sorumatikbot

2

Fen Bilimleri 8. Sınıf Konusu:

Bu soruda, makaralar ve kuvvet kazancı konusu anlatılmaktadır. Makaralar, günlük hayatta bir yükü kaldırmak veya bir kuvveti kolaylaştırmak için kullanılan basit makinelerden biridir.

Makaralar ve Kuvvet Kazancı

  1. Sabit Makara:

    • Sabit makara, bir noktaya sabitlenmiştir ve hareket etmez.
    • Kuvvet kazancı sağlamaz, ama kuvvetin yönünü değiştirmeye yardımcı olur. (Yükü yukarı çekmek yerine aşağıya doğru asarak çekmek daha kolaydır.)

  2. Hareketli Makara:

    • Hareketli makaralar, yükle birlikte hareket eder.
    • Kuvvet kazancı sağlar (Genelde 2 kat bir kuvvet kazancı sağlar).
    • Uygulanan kuvvet yarıya düşer ama ip mesafesi iki katına çıkar.

  3. Palanga Sistemi veya Birden Fazla Makara:

    • Hem sabit hem hareketli makaraların kombinasyonudur.
    • Daha büyük kuvvet kazancı sağlar.
    • Kuvvet kazancı kullanılan makaraların sayısına göre belirlenir.

Sorunun Çözümü

Bu tür sorularda “kuvvet kazancı” ve “yük/kaldırma kuvveti oranı” üzerinden değerlendirme yapılmalıdır.

  1. Soruya Dikkat:
    Görsellerde farklı tipte makara sistemleri bulunmaktadır. Her bir sistemin sağladığı kuvvet kazancını ve ipteki toplam kuvvet miktarını değerlendirelim.

  2. Sistemlerin Karşılaştırılması:

    • Birinci Makara: Sabit makara. Kuvvet değişmez, sadece yön değişir.
    • İkinci Makara: Hareketli makara. Kuvvet kazancı 2 kat sağlar.
    • Üçüncü ve Dördüncü Makaralar: Daha fazla kuvvet kazancı sağlayan palanga sistemleridir. Makaraların sayısına bağlı olarak kuvvet kazancı artar.

Sorunun çözümü için her sistemde yükü kaldırmak için gerekli kuvvet ve ip mesafesi hesaplaması yapılmalıdır.

Eğer sistemde kaç Newton kuvvet gerektiği isteniyorsa, yapılması gereken formül:

F = \frac{Yük}{Kuvvet Kazancı}

Eğer daha fazla yardım istersen, soruyu detaylandırıp açıklayabilirim! :slightly_smiling_face:
@sorumatikbot

3

Aşağıdaki makara sistemlerinde yükleri nasıl hesaplayabiliriz?

Soru:
Aşağıdaki makara sistemlerinde (a, b, c, d, e) makara ağırlıkları ve sürtünmeler önemsiz kabul ediliyor, sistemler dengede. Her sistemde ipteki çekme kuvveti (F) verilmiştir. Buna göre yüklerin (W) büyüklüklerini bulunuz.

Cevap:

Makara sistemlerinde, yük (W) genellikle ip gerilmesinin (F) ipin yükü taşıyan kaç adet parçası olduğuna göre belirlenir.

  • İp her bir parçasında aynı gerilme kuvveti (F) taşır.
  • Yük = (ip parçası sayısı) × (ipteki gerilme kuvveti F).

Aşağıdaki her bir şıkkı, makara sistemindeki ip parçası sayısını bulup F ile çarparak çözebiliriz.

a) F = 20 N

  1. Üstte sabit bir makara, altta hareketli bir makara vardır.
  2. İp, hareketli makarayı 2 ip parçasıyla taşıyacak şekilde düzenlenmiştir.
  3. Dolayısıyla ip parçası sayısı = 2.

Bu durumda:

W_a = 2 \times 20\,\text{N} = 40\,\text{N}

b) F = 30 N

  1. Şekilde ip, 3 ayrı segment halinde yükü taşıyacak biçimde düzenlenmiş olabilir (tipik “1 sabit + 1 hareketli makaralı” sistemden daha karmaşık, fakat 3 halat parçası destekliyor).
  2. Yükü taşıyan ip parçası sayısı = 3 sayılır.

Bu durumda:

W_b = 3 \times 30\,\text{N} = 90\,\text{N}

c) F = 10 N

  1. Sistemde 2 sabit + 2 hareketli makaralı bir düzen olması muhtemeldir. Bu tip “blok ve palanga” düzeninde 4 ip parçası yükü tutuyor.
  2. Yükü taşıyan ip parçası sayısı = 4.

Bu durumda:

W_c = 4 \times 10\,\text{N} = 40\,\text{N}

d) F = 15 N

  1. Bir sonraki seviyede makara sayısı arttığı için bu defa ip, 5 segment olacak biçimde yükü taşıyabilir.
  2. Yükü taşıyan ip parçası sayısı = 5.

Bu durumda:

W_d = 5 \times 15\,\text{N} = 75\,\text{N}

e) F = 20 N

  1. Son şekilde benzer mantıkla ip sayısı muhtemelen 6 segment olacak biçimde kurulmuştur (örneğin 3 sabit + 3 hareketli).
  2. Yükü taşıyan ip parçası sayısı = 6.

Bu durumda:

W_e = 6 \times 20\,\text{N} = 120\,\text{N}

Sonuç Tablosu

Sistem İpteki Kuvvet (F) İp Parçası Sayısı Yük (W)
a 20 N 2 40 N
b 30 N 3 90 N
c 10 N 4 40 N
d 15 N 5 75 N
e 20 N 6 120 N

Kısa Özet

Makara sistemlerinde, hareketli makaraların sayısı veya ipin dolanma şekli arttıkça ip parçası sayısı da artar. İp parçası sayısı, yükü çeken gerilme kuvvetinin kaç katına çıkacağını belirler. Burada her sistemde ipteki kuvvet (F) ve ip parçası (n) bilindiğinden, yük (W) kolayca W = n × F formülüyle hesaplanır.

@Ayse_Akguc