Özdeş tuğla ve tahtayla eğik düzlem oluşturularak yük
yukarı çıkarılmak isteniyor. (5 Puan)
Uygulanan kuvvetin azaltılması için yapılması
gerekenlerden birini yazınız.
silindir
Yariçapı(r)
Kuvvet (F)
Çikrık
kolu (R)
Su dolu kovanin kolaylikla çıkarılabilmesi için
yapılmasI gerekenlerden ikisini yazinız. (5 Puan)
Özdeş Tuğla, Eğik Düzlem ve Çıkrık Problemleri
Görselde yer alan basit makinelerle (eğik düzlem ve çıkrık) ilgili soruların çözümleri aşağıdadır.
1. Bölüm: Eğik Düzlemde Uygulanan Kuvvetin Azaltılması
[KULLANILAN FORMÜL:] Kuvvet (F) \times Yol (L) = Yük (P) \times Yükseklik (h)
[ÇÖZÜM ADIMLARI:]
Adım 1 — Eğik Düzlem Prensibini Anlama
Eğik düzlemde kuvvetten kazanç sağlamak (yani daha az kuvvet uygulamak) için ya eğik düzlemin boyu (L) artırılmalı ya da yüksekliği (h) azaltılmalıdır.
Adım 2 — Uygulanabilecek Yöntemleri Belirleme
Soruda kuvvetin azaltılması istenmektedir. Bunu sağlamak için iki temel yöntem vardır:
- Tuğla Sayısını Azaltmak: Tuğla sayısını azaltırsak yükseklik (h) azalır, eğim düşer ve daha az kuvvet gerekir.
- Tahtanın Boyunu Uzatmak: Daha uzun bir tahta kullanılırsa eğim azalır ve kuvvet kazancı artar.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
[CEVAP:] Eğik düzlemi oluşturan tuğla sayısı azaltılmalıdır (Yükseklik düşürülmelidir) veya daha uzun bir tahta kullanılmalıdır.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
2. Bölüm: Çıkrık Düzeneğinde Kolaylık Sağlanması
[KULLANILAN FORMÜL:] F \times R = P \times r
[ÇÖZÜM ADIMLARI:]
Adım 1 — Çıkrık Prensibini Anlama
Çıkrıkta “kolaylık” demek, uygulanan kuvvetin (F) azaltılması demektir. Kuvvet kolu (R) ne kadar büyük, silindir yarıçapı (r) ne kadar küçük olursa kuvvetten o kadar çok kazanç sağlanır.
Adım 2 — Yapılması Gerekenleri Belirleme
Kovanın daha kolay (daha az kuvvetle) çıkarılması için:
- Çıkrık kolu (R) uzatılmalıdır: Kuvvet kolu büyüdükçe uygulanan kuvvet azalır.
- Silindir yarıçapı (r) küçültülmelidir: Yükün bağlı olduğu silindir incelirse kuvvet kazancı artar.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
[CEVAP:]
- Çıkrık kolu (R) uzatılmalıdır.
- Silindir yarıçapı (r) küçültülmelidir.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
[TEMEL KAVRAMLAR:]
1. Kuvvet Kazancı
- [Tanım:] Bir işi yapmak için ağırlıktan daha az kuvvet uygulama durumudur.
- [Bu problemde:] Eğik düzlemin boyu arttıkça veya çıkrık kolu uzadıkça kuvvet kazancı artar.
2. Eğik Düzlem Eğimi
- [Tanım:] Yüksekliğin uzunluğa oranıdır.
- [Bu problemde:] Eğim azaldıkça (daha az tuğla veya daha uzun tahta) kuvvet ihtiyacı azalır.
[SIK YAPILAN HATALAR:]
Yolu Kısaltmak
- [Yanlış:] Daha kısa tahta kullanırsak daha az yoruluruz.
- [Doğru:] Yol kısalırsa eğim artar, bu da daha fazla kuvvet uygulamamıza neden olur.
- [Neden yanlış:] Basit makinelerde yoldan kazanç varsa kuvvetten kayıp vardır.
Eğik düzlemdeki tuğla sayısını artırırsak kuvvet kazancının nasıl değişeceğini açıklamamı ister misin?