Harika bir soru! Merhaba sevgili öğrencilerim, ben Fen Bilimleri öğretmeniniz. Şimdi hep birlikte bu pekiştirme sorusunu adım adım analiz edelim ve çözelim. Basit makineler konusunu ne kadar iyi anladığımızı görelim.
Pekiştiren Soru
Hamza, basit makinelerde kuvvet kazancıyla ilgili olarak Görsel 1 ve Görsel 2’deki olayları örnek veriyor. Hamza, verdiği örneklerde bazı değişiklikler yapıp daha fazla kuvvet kazancı sağlamak istiyor.
Buna göre Hamza aşağıdakilerden hangisini yaparsa hem Görsel 1 hem Görsel 2’deki düzenekte kuvvet kazancı artar?
Haydi gelin, bu soruyu çözmek için ne yapmamız gerektiğini birlikte düşünelim.
Adım 1: Sorunun Bizden Ne İstediğini Anlayalım
Soruda anahtar kelimemiz “kuvvet kazancını artırmak”. Yani, her iki düzenekte de daha az kuvvet uygulayarak aynı işi yapabilmenin bir yolunu bulmalıyız. Unutmayın, basit makinelerdeki temel amacımız buydu!
Adım 2: Görsel 1’deki Düzeneği (Tornavida) İnceleyelim
Görsel 1’de bir tornavida görüyoruz. Tornavida, aslında bir çıkrık sistemidir.
- Kuvvetin uygulandığı yer: Tornavidanın kalın olan sap kısmı. Burası bizim kuvvet kolumuzun olduğu yerdir.
- Yükün olduğu yer: Vidanın girdiği, tornavidanın ince olan uç kısmı. Burası da bizim yük kolumuzdur.
Kuvvet kazancını artırmak için formülümüzü hatırlayalım: Kuvvet Kazancı = Kuvvet Kolu / Yük Kolu. Bu oranın büyümesi için ya kuvvet kolunu büyütmeli ya da yük kolunu küçültmeliyiz.
Yani tornavidada kuvvet kazancını artırmak için:
- Tornavidanın sap kısmının çapını artırmalıyız (Kuvvet kolu büyür).
- veya
- Tornavidanın uç kısmının çapını azaltmalıyız (Yük kolu küçülür).
Adım 3: Görsel 2’deki Düzeneği (Et Makinesi) İnceleyelim
Görsel 2’deki et makinesi de tıpkı tornavida ve derste gördüğümüz su kuyusu gibi bir çıkrık örneğidir.
- Kuvvetin uygulandığı yer: Çevirdiğimiz uzun kol. Bu kolun uzunluğu bizim kuvvet kolumuzu temsil eder.
- Yükün olduğu yer: Etin sıkıştırıldığı ve çekildiği içteki silindir. Bu silindirin yarıçapı da bizim yük kolumuzdur.
Yine aynı mantıkla, et makinesinde kuvvet kazancını artırmak için:
- Makinenin kolunun uzunluğunu artırmalıyız (Kuvvet kolu büyür).
- veya
- İçerideki silindirin çapını küçültmeliyiz (Yük kolu küçülür).
Adım 4: Seçenekleri Değerlendirelim
Şimdi bulduğumuz bu bilgilere göre seçenekleri tek tek kontrol edelim. Unutmayın, her iki düzenek için de doğru olan seçeneği arıyoruz.
- A) Tornavidanın sap kısmının çapı artırılmalı. / Et makinesinin kolunun uzunluğu azaltılmalı.
Tornavida için bu doğru, kuvvet kazancını artırır. Ama et makinesinin kolunu kısaltmak kuvvet kazancını azaltır. Bu yüzden bu seçenek
yanlış. - B) Tornavidanın sap kısmının çapı azaltılmalı. / Et makinesinin kolunun uzunluğu artırılmalı.
Tornavidanın sapını inceltmek kuvvet kazancını azaltır. Bu yüzden bu seçenek en baştan
yanlış. - C) Tornavidanın uç kısmının çapı azaltılmalı. / Et makinesinin kolunun uzunluğu artırılmalı.
Tornavidanın ucunu inceltmek (yük kolunu küçültmek) kuvvet kazancını artırır. (Doğru!)
Et makinesinin kolunu uzatmak (kuvvet kolunu büyütmek) kuvvet kazancını artırır. (Doğru!)
İşte aradığımız cevap bu gibi görünüyor! Her ikisi de kuvvet kazancını artırıyor.
- D) Tornavidanın uç kısmının çapı artırılmalı. / Et makinesinin kolunun uzunluğu azaltılmalı.
Tornavidanın ucunu kalınlaştırmak kuvvet kazancını azaltır. Et makinesinin kolunu kısaltmak da kuvvet kazancını azaltır. Bu seçenek kesinlikle
yanlış.
Sonuç
Tüm adımları incelediğimizde, hem tornavidada hem de et makinesinde kuvvet kazancını artıran tek seçeneğin C seçeneği olduğunu görüyoruz.
Doğru Cevap: C