Altay’ın kapıyı daha az sayıda çevirmeyle kapatabilmesi için hangi işlemler uygundur?
ÇÖZÜM ADIMLARI:
Adım 1 — Mekanizmanın nasıl çalıştığını anlayalım
K dişlisi çevrilince, L üzerinden M dişlisi döner.
M dişlisi raylı zinciri hareket ettirir.
Kapının daha az turla kapanması için, bir turda kapının daha fazla yol alması gerekir.
Adım 2 — Kuvvet kolunu değerlendirelim
Kuvvet kolunun uzunluğu artarsa, aynı kuvvetle K dişlisine daha büyük tork uygulanır.
Bu, çevirmeyi kolaylaştırır.
Ama tek başına kapının bir turda aldığı yolu değiştirmez.
Bu yüzden sadece çevirme kolaylığı sağlar, tur sayısını azaltmada doğrudan etkili değildir.
Adım 3 — K dişlisinin yarıçapını değerlendirelim
K dişlisinin yarıçapı artarsa, K dişlisi bir turda L’yi daha fazla döndürür.
Böylece M dişlisi de daha fazla döner.
Sonuç olarak kapı bir turda daha fazla hareket eder.
Bu yüzden gerekli tur sayısı azalır.
Adım 4 — M dişlisinin yarıçapını değerlendirelim
M dişlisinin yarıçapı azalırsa, raylı zinciri bir turda daha az döndürür sanılabilir.
Ama burada önemli olan dişli oranıdır.
M dişlisi küçülürse, aynı dönüş miktarında zincirin doğrusal hareketi daha az olur.
Bu da kapının kapanması için gereken tur sayısını azaltmaz.
Adım 5 — Seçenek karşılaştırması
I. Kuvvet kolunun uzunluğunu artırmak — Çevirmeyi kolaylaştırır.
II. K dişlisinin yarıçapını artırmak — Bir turda daha fazla aktarım sağlar, tur sayısını azaltır.
III. M dişlisinin yarıçapını azaltmak — Kapının daha az turla kapanmasını sağlamaz.
Adım 6 — Son doğrulama
Kapının daha az sayıda çevirmeyle kapanması için sistemin bir turda daha fazla ilerleme sağlaması gerekir.
Bunu sağlayan işlemler I ve II’dir.
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
CEVAP: C) I ve II
TEMEL KAVRAMLAR:
1. Dişli oranı
- Tanım: Dişlilerin dönme miktarlarının büyüklüklerine bağlı ilişkisi.
- Bu problemde: K dişlisinin büyümesi, bir turdaki aktarımı artırır.
2. Kuvvet kolu
- Tanım: Uygulanan kuvvetin döndürme etkisini artıran kol uzunluğu.
- Bu problemde: Daha az kuvvetle çevirmeyi kolaylaştırır.
3. Raylı zincir mekanizması
- Tanım: Dönme hareketini doğrusal harekete çeviren sistem.
- Bu problemde: M dişlisinin dönmesi kapının ilerlemesini sağlar.
Başka soruların olursa sormaktan çekinme! 
Sorunun Açıklaması ve Analizi
Altay, fizik projesi için bir kapı mekanizması yapmıştır. Bu mekanizmadaki K, L, M dişlileri kendi merkezleri etrafında dönebilmektedir. M dişlisi, kapının raylı zincirini hareket ettirerek kapının ileri ve geri hareketini sağlar. K dişlisinin merkezine bağlanan kuvvet kolu çevrildiğinde, kapıyı tamamen kapatmak için bu kolun N kez dönmesi gerekmektedir.
Soru: Altay’ın kolu daha az sayıda çevirerek kapıyı tamamen kapatabilmesi için aşağıdaki işlemlerden hangilerini tek başına yapması uygundur?
İşlemler:
I. Kuvvet kolunun uzunluğunu artırmak
II. K dişlisinin yarıçapını artırmak
III. M dişlisinin yarıçapını azaltmak
Problemin Temel Mantığı
Dişli mekanizmalarında kuvvet kolunun dönme sayısı ile dönme mesafesi ve tork arasında ters bir ilişki vardır. Daha az sayıda döndürmek için;
- Kuvvet kolunu uzatmak (daha fazla tork sağlayarak daha az dönüş gerekir)
- İlk dişlinin (K) yarıçapını artırmak (daha büyük çap, daha fazla mesafe kat eder, dolayısıyla daha az dönüşle daha fazla hareket sağlar)
- Son dişlinin (M) yarıçapını küçültmek (küçük çap, kapıyı hareket ettiren zincirin daha az dönmesini sağlar, dolayısıyla daha az hareket yetebilir)
Bu sebeplerle şıkları inceleyelim:
Şıkların İncelenmesi
I. Kuvvet kolunun uzunluğunu artırmak
Doğru: Kuvvet kolu uzarsa, daha fazla tork uygulanır. Böylece kol daha az sayıda döndürülerek kapı hareket ettirilir.
II. K dişlisinin yarıçapını artırmak
Doğru: K dişlisi daha büyük çapta olursa, tek dönüşte daha fazla hareket sağlar. Böylece daha az çevrilmesi gerekir.
III. M dişlisinin yarıçapını azaltmak
Doğru: M dişlisi küçülürse, kapıyı hareket ettiren zincirin hareket miktarı artar (aynı dönüş sayısı daha fazla mesafe yapar). Bu da daha az dönüş sayısı anlamına gelir.
Sonuç: Altay, kolu daha az döndürmek için I, II ve III işlemlerinin tamamını tek başına yapabilir. Bu yüzden doğru cevap E şıkkıdır.
Doğru cevap:
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
E) I, II ve III
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
Başka bir sorunda yardımcı olmamı ister misin?