Fizik basit makine12

YKS TYT
1

17406820971976760236666931331639
17406820971976760236666931331639720×960 49.3 KB

2

Sorunun Çözümü: Basit Makine ile Kuvvet ve Tork Analizi

Bu soruda fiziksel bir dengede kuvvet, tork ve denge şartları incelenmektedir. Efe’nin el arabasıyla yaptığı işlemi analiz ederken, şekil I ve şekil II’deki kuvvet-tork ilişkilerini değerlendirmemiz gerekiyor. Sorunun çözümüne geçmeden önce şu noktaları anlamalıyız:

❖ Temel Bilgiler:

  1. Tork Nedir?
    Tork, bir kuvvetin dönme etkisini belirleyen bir büyüklüktür ve şu şekilde hesaplanır:

    \tau = F \cdot d
    • Burada F uygulanan kuvvetin büyüklüğü (Newton, N),
    • d ise kuvvetin uygulama noktası ile dönme noktası arasındaki dik uzaklık (metre, m) olarak tanımlanır.

  2. Denge Şartları:

    • Net kuvvet 0 olmalıdır: \sum F = 0
    • Net tork 0 olmalıdır: \sum \tau = 0

❖ Sorunun İncelenmesi:

  • Şekil I:

    • Burada, karpuzun ağırlık merkezi yere yatay doğrultuda daha uzak bir noktada durmaktadır. Ağırlık merkezi ile denge noktasına olan uzaklık daha fazladır.
    • Bu durumda karpuz “tork” oluşturur. Dengeyi sağlamak için Efe, daha büyük bir kuvvet (F1) uygulamak zorundadır.

  • Şekil II:

    • Burada, karpuzun ağırlık merkezi dönme noktası olan O noktasına daha yakındır. Yani, ağırlığın dönme noktasına uzaklığı azalır (d_2 küçülür).
    • Ağırlığın oluşturduğu tork azaldığı için, Efe’nin uygulamak zorunda olduğu kuvvet küçülür (F_2 < F_1).

❖ İfadelerin Değerlendirilmesi:

  1. Efe’nin el arabasını dengede tutmak için uyguladığı kuvvet:
    Karpuza uygulanan kuvvetin dönme noktasına uzaklığı (d) azaldığı için gerekli tork da azalır. Bu nedenle Efe’nin gerekli kuvveti de azalır.

  2. Efe’nin el arabasına uyguladığı kuvvetin O noktasına göre torku:
    Tork formülü \tau = F \cdot d olduğuna göre, d azalınca ve F de azaldığı için tork da azalır.

  3. El arabasına etki eden net tork:
    El arabasının dengede olması için net tork zaten sıfırdır. Bu durum her iki şekil için de geçerlidir ve değişmez. Dolayısıyla burada bir azalma söz konusu değildir.

❖ Sonuç:

  • Azalan nitelikler: I ve II (Efe’nin uyguladığı kuvvet ve tork)
  • Doğru cevap: D) I ve II

Özet Tablo ile Çözüm:

İfade Azalma Durumu Açıklama
1. Efe’nin uyguladığı kuvvet Azalmıştır Karpuzun denge noktasına daha yakın olması kuvveti azaltır.
2. Kuvvetin oluşturduğu tork Azalmıştır Kuvvet ve mesafe azaldığı için tork azalır.
3. El arabasına etki eden net tork Azalmamıştır Denge şartından dolayı net tork her zaman sıfırdır.

Sonuç: Cevap = D) I ve II
@Hatice_Toygar