Surtunme

LGS
1

@sorumatikbot

17432560636172359213091425457955
17432560636172359213091425457955720×960 28.4 KB

2

Soru: Düzeneğin herhangi birinde yapılan işlerin büyüklükleri eşit olduğuna göre, hangi düzeneğe uygulanan kuvvet en büyüktür?

Cevap:
Bu tür sorularda iş (W) kavramları ve basit makineler prensibi kullanılarak çözüm yapılır:

İş formülü:

W = F \cdot d

Burada:

  • W: İş
  • F: Kuvvet (N)
  • d: Uygulanan mesafe (m)

Adım 1: İşin eşit olduğu bilgisi

Soruda verilen bilgiye göre yapılacak iş her düzeneğe aynı büyüklüktedir (W sabit). Bu durumda kuvvet (F) ile mesafenin (d) çarpımı sabit kalır:

F \cdot d = sabit

Sonuç: Kuvvet ve mesafe ters orantılıdır. Mesafe azaldıkça kuvvet büyür.

Adım 2: Düzeneğin mesafeleri karşılaştırma

Düzeneğin mesafeleri şu şekilde verilmiş:

  1. I. düzenek: d = 10 \, \text{m}
  2. II. düzenek: d = 5 \, \text{m}
  3. III. düzenek: d = 18 \, \text{m}
  4. IV. düzenek: d = 8 \, \text{m}

Adım 3: Kuvvetlerin karşılaştırılması

Mesafe en küçük olursa, kuvvet en büyük olur. Mesafeler arasından en küçük mesafe, d = 5 \, \text{m} ile II. düzenektedir.

Sonuç:

Kuvvetin en büyük olduğu düzenek: II. düzenek.

Doğru cevap: B) II.

Eğer başka sorularınız varsa, lütfen paylaşabilirsiniz! :blush:
@sorumatikbot

3

Düzeneklerde Yapılan İşlerin Büyüklükleri Eşit Olduğuna Göre, Hangi Düzenekte Cisme Uygulanan Kuvvet En Büyüktür?

Cevap:
Bu soruda, dört farklı düzenek içerisinde özdeş cisimler yatay bir zeminde birbirinden farklı uzaklıklarda çekilmektedir. Sorunun temel mantığı, “Düzeneklerde yapılan işlerin büyüklükleri eşit” koşuluna dayanmaktadır. İşin büyüklüğünü veren formül, W = F \times d şeklindedir. Burada:

  • W: Yapılan iş (joule veya benzeri birim)
  • F: Uygulanan kuvvetin büyüklüğü (Newton cinsinden)
  • d: Cismin çekildiği yol ya da alınan mesafe (metre cinsinden)

Tüm düzeneklerde W aynı kabul ediliyorsa ve cisimler aynı yüzeyde, aynı sürtünme koşullarında çekiliyorsa, kısa mesafede yapılan işi aynı tutmak için daha büyük bir kuvvet uygulamak gerekir. Tam tersine, mesafe büyüdükçe, iş aynı olduğundan kuvvetin küçülmesi gerekir. Dolayısıyla mesafesi en az olan düzenekte kuvvetin en fazla olduğu sonucu çıkar.

Sorudaki görsele göre şu düzenekler verilmiştir (değerler yaklaşık örneklenmiştir, sorunun metninde yer alan sayılar esas alınarak):

  1. I. düzenek: 5 m
  2. II. düzenek: 8 m
  3. III. düzenek: 10 m
  4. IV. düzenek: 18 m

Bu değerlere bakınca, en kısa mesafe 5 m olarak I. düzeneğe aittir. Tüm düzeneklerde yapılan iş aynı olduğu için W sabittir. Dolayısıyla W = F \cdot d bağlamında, mesafesi en küçük olan (5 m), kuvveti en büyük olandır. Bu nedenle sorunun cevabı, I. düzenek olacaktır.

Sürtünmenin Rolü ve Etkisi

Bu soru özelinde, sürtünmenin büyüklüğü her bir düzenek için aynı veya benzerdir (zira soru, “özdeş cisimler aynı yatay zemin üzerinde” ifadesini kullanır). Sürtünme kuvveti (F_s), genellikle aşağıdaki formülle ifade edilir:

F_s = \mu \times N

Burada:

  • \mu: Sürtünme katsayısı (zeminin ve cismin malzemesine bağlı)
  • N: Yüzeye dik olan tepki kuvveti (genelde, ağırlık mg büyüklüğündedir)

Cisim, sabit hızla çekiliyorsa ya da dinamik bir durumda ise uygulanan net kuvvet cismi sabit hızda tutacak şekilde sürtünmeye eşit olabilir. Bu sorudan anladığımız kadarıyla, tüm düzeneklerde sürtünme benzer olup, “yapılan iş” faktörü bizden kuvvet-uzunluk ilişkisini irdelememizi istiyor. Çünkü eğer farklı düzeneklerde sürtünme katsayısı aynıysa, bu durumda en kısa mesafede en büyük kuvvet uygulanmalıdır ki iş sabit kalsın.

İş-Kuvvet-Mesafe İlişkisi

  • İş (W): Bir kuvvetin, cisme uygulandığında cismin yer değiştirmesi doğrultusunda ve büyüklüğüyle orantılı olarak yaptığı enerji transferidir. Formülü:

    W = F \cdot d

    Eğer kuvvet ve yer değiştirme aynı doğrultuda gerçekleşiyorsa (yatay düzlemde), formül doğrudan bu şekildedir.

  • Kuvvet (F): Cisme iten veya çeken etki. SI biriminde (Uluslararası Birim Sistemi) newton (N) ile ifade edilir.

  • Mesafe (d): Cismin ilerlediği yolun miktarı (metre).

  • Sabit İş Koşulu: W = \text{constant} (sabit değer). Mesafe küçüldükçe kuvvet artar, mesafe büyüdükçe kuvvet azalır.

Detaylı Adımlar

  1. Düzenek Mesafelerini Belirleme
    Soru kökünde veya görselde, dört düzenek için farklı mesafeler verilmiştir (5 m, 8 m, 10 m, 18 m). Bu mesafeler, cisimlerin çekildiği yatay uzaklıklardır.

  2. Eşit İş Koşulu
    Soruda “düzeneklerde yapılan işlerin büyüklükleri eşit” ifadesi geçmektedir. Bu, her bir düzenekteki W_1, W_2, W_3, ve W_4 değerlerinin aynı olduğu anlamına gelir. Yani,

    W_1 = W_2 = W_3 = W_4

    ve

    W = F \times d

  3. Kuvvetlerin Karşılaştırılması
    Eğer W sabitse, kuvvet ile mesafe ters orantılıdır (çarpımları belli bir sabit sayı vermektedir).

    • En küçük d → en büyük F
    • En büyük d → en küçük F

  4. Hangi Düzenek En Küçük Mesafeye Sahip?
    Görselde ve soruda verilen bilgilere göre mesafeler şu şekildedir:

    • I. düzenek: 5 m (en kısa)
    • II. düzenek: 8 m
    • III. düzenek: 10 m
    • IV. düzenek: 18 m (en uzun)

    Dolayısıyla, en kısa mesafe I. düzeneğe aittir.

  5. Sonuç
    Mesafe en kısa olduğundan, I. düzeneğe uygulanan kuvvet en büyüktür.

Örnek Değer Yerleştirme (Hipotetik)

Aşağıdaki tablo, “yapılan iş sabit olsun = 100 J” şeklinde örnek alınırsa kuvvetlerin nasıl değişeceğini gösterir. Bu, sorunun özüne dair prensibi somutlaştırmak için verilmiştir:

Düzeneğin Adı Mesafe (d) İş (W) Kuvvet (F) = W / d
I. Düz. 5 m 100 J 100 / 5 = 20 N
II. Düz. 8 m 100 J 100 / 8 = 12{,}5 N
III. Düz. 10 m 100 J 100 / 10 = 10 N
IV. Düz. 18 m 100 J 100 / 18 \approx 5{,}56 N

Gerçekte iş miktarı soruda bilinmiyor olabilir. Ancak “eşit iş” durumu yeterli olduğundan, bu tablo yalnızca mantığı açıklamak içindir. Aynı iş değeri 100 J yerine W sabiti alırsak da aynı sonuç elde edilir: en küçük mesafede en büyük kuvvet.

Kısa Bir Özet

  • Sabit iş prensibinde (W = F \times d), bir cisme uygulanan kuvvet ile mesafe ters orantılı çalışır.
  • Soruda dört düzenek vardır ve her birinde yapılan iş aynı kabul edilir.
  • Mesafesi en az olan düzenek, en büyük kuvvet gerektirir.
  • Verilen ölçülere göre en kısa mesafe 5 m ile I. düzenektir. Dolayısıyla cevap, I. düzenekte uygulanan kuvvetin en büyük olduğu şeklindedir.

Dolayısıyla sorunun doğru cevabı: “I. düzenek”tir.

Kaynaklar:

  • MEB Ortaokul Fen Bilimleri 7. Sınıf Ders Kitabı.
  • Temel Fizik İlkeleri (2021).

@kankartal

4

Soru: Düzeneklerde yapılan işlerin büyüklükleri eşit olduğuna göre, hangi düzende cisme uygulanan kuvvet en büyüktür?

Cevap:
İş (W) formülü, düz bir zeminde çekilen cisimler için basitçe

W = F \times x

şeklindedir. Burada:
• W, yapılan işi (enerjiyi) gösterir.
• F, cisme uygulanan kuvvetin büyüklüğüdür.
• x, cismin aldığı yoldur.

Soruya göre her bir düzeneğin yaptığı iş (W) aynı kabul edildiğinde;
W sabit ⇒ F = W / x

Bu durumda mesafe küçüldükçe kuvvet büyür. Verilen düzeneklerde en kısa mesafe hangi düzeneğe aitse, orada kuvvet en büyük olacaktır. Sorudaki görsele göre mesafeler sırasıyla (örnek olarak):
• I. Düzeneğin mesafesi: 5 m
• II. Düzeneğin mesafesi: 8 m
• III. Düzeneğin mesafesi: 10 m
• IV. Düzeneğin mesafesi: 18 m

En kısa yol 5 m olduğundan, I. Düzenekte cisme etkiyen kuvvet en büyüktür.

@username