Harika bir çalışma! Merhaba sevgili öğrencilerim, ben Fen Bilimleri öğretmeniniz. Şimdi birlikte bu “Basit Makineler” ünitesindeki eğik düzlem sorularına bir göz atalım ve adım adım çözelim. Eminim ki konuyu çok daha iyi anlayacaksınız.
19. Soru: K yükü Şekil 1’deki gibi dinamometre ile 90 N ölçülüyor. K yükü eğik düzlemde Şekil 2’deki gibi dengeleniyor ve dinamometrede okunan değer 30 N oluyor.
Sadece bilgilere göre
I. Eğik düzlemin yüksekliği arttıkça yoldan kazanç artar.
II. Eğik düzlem kuvvetten kazanç sağlar.
III. Eğik düzlemin uzunluğu azaldıkça kuvvetten kazanç azalır.
ifadelerinden hangilerine ulaşılır?
Bu soruyu çözmek için bize verilen görselleri ve bilgileri dikkatlice incelememiz gerekiyor. Soru kökünde “Sadece bilgilere göre” dediği için kendi genel bilgilerimizi değil, sadece bu deneyden ne çıkarabileceğimizi düşüneceğiz.
Adım 1: Şekil 1’i Analiz Edelim
Şekil 1’de K cismi bir dinamometre ile havada tutuluyor. Dinamometrenin gösterdiği 90 N değeri, bu cismin gerçek ağırlığıdır. Yani bizim yükümüz 90 N.Adım 2: Şekil 2’yi Analiz Edelim
Şekil 2’de ise aynı K cismi, bu sefer bir eğik düzlem (yani bir rampa) üzerinde dinamometre ile çekiliyor. Dinamometrenin gösterdiği 30 N değeri ise, cismi bu rampada yukarı çekmek için uygulamamız gereken kuvvettir.Adım 3: Sonuçları Karşılaştıralım
Normalde 90 N olan bir yükü, eğik düzlem sayesinde sadece 30 N’luk bir kuvvetle hareket ettirebildik. Bu durum, eğik düzlemin işimizi kolaylaştırdığını gösteriyor. Şimdi bu bilgiyi kullanarak öncülleri değerlendirelim.Adım 4: Öncülleri Değerlendirelim
- I. ifade:“Eğik düzlemin yüksekliği arttıkça yoldan kazanç artar.” Bu deneye bakarak yükseklik değişimi hakkında bir yorum yapabilir miyiz? Hayır. Çünkü elimizde sadece bir tane eğik düzlem var. Yüksekliği artırıp veya azaltıp ne olacağını gözlemlemedik. O yüzden bu ifadeye ulaşamayız.
- II. ifade:“Eğik düzlem kuvvetten kazanç sağlar.” Kesinlikle! 90 N’luk bir yükü 30 N gibi daha küçük bir kuvvetle çekebildik. Bu, kuvvetten kazanç sağladığımızın en net kanıtıdır. Bu ifadeye ulaşabiliriz.
- III. ifade:“Eğik düzlemin uzunluğu azaldıkça kuvvetten kazanç azalır.” Tıpkı I. ifadede olduğu gibi, bu deneyde eğik düzlemin uzunluğunu da değiştirmedik. Bu yüzden uzunluğun kazanca etkisini bu deneyden yola çıkarak bilemeyiz. Bu ifadeye de ulaşamayız.
Sonuç:
Gördüğünüz gibi, sadece bu iki şekle bakarak emin olabileceğimiz tek şey, eğik düzlemin kuvvetten kazanç sağladığıdır.
Doğru cevap B) Yalnız II seçeneğidir.
20. Soru: Özdeş yükler yukarıda verilen sürtünmesi önemsiz eğik düzlemler kullanılarak en az kuvvetle sırasıyla 2 m ve 3 m yüksekliğe çıkarılmaktadır.
Buna göre
I. 2. durumda cisme uygulanan kuvvet daha büyüktür.
II. 1. durumda işten kazanç daha fazladır.
III. 2. durumda kuvvet kazancı daha fazladır.
ifadelerinden hangisi ya da hangileri doğrudur?
Bu soruda iki farklı eğik düzlem düzeneği karşılaştırılıyor. İkisinde de yolun uzunluğu (rampanın boyu) aynı, yani 6 m. Ancak çıkarıldıkları yükseklikler farklı. Unutmayın çocuklar, eğik düzlemlerde en önemli kural şudur: Rampa ne kadar dik olursa, cismi çekmek için o kadar çok kuvvet gerekir.
Adım 1: Düzlemleri Karşılaştıralım
Her iki düzenekte de rampa uzunluğu (yol) 6 metre.
- 1. durumda yükseklik 2 metre.
- 2. durumda yükseklik 3 metre.
Aynı uzunluktaki bir rampanın ucunu daha fazla kaldırırsak (yani yüksekliği artırırsak) rampa daha dik olur. Dolayısıyla 2. durumdaki eğik düzlem, 1. durumdakinden daha dik bir yapıya sahiptir.
Adım 2: Öncülleri Değerlendirelim
Şimdi bu bilgiyle ifadelerin doğruluğunu kontrol edelim.
- I. ifade:“2. durumda cisme uygulanan kuvvet daha büyüktür.” Evet, az önce ne demiştik? Rampa ne kadar dikse, kuvvet o kadar büyük olur. 2. durum daha dik olduğu için F₂ kuvveti, F₁ kuvvetinden daha büyüktür. Bu ifade doğrudur.
- II. ifade:“1. durumda işten kazanç daha fazladır.” Sevgili arkadaşlar, bunu aklınızdan hiç çıkarmayın: Hiçbir basit makine işten kazanç sağlamaz! Basit makineler ya kuvvetten ya da yoldan kazandırır ama işten asla kazandırmaz. Sadece iş yapma kolaylığı sağlarlar. Bu nedenle bu ifade kesinlikle yanlıştır.
- III. ifade:“2. durumda kuvvet kazancı daha fazladır.” Kuvvet kazancı, ne kadar az kuvvet uyguladığımızla ilgilidir. Daha az kuvvet uygularsak, kazancımız daha fazla olur. 1. durumdaki rampa daha az dik olduğu için daha az kuvvet uygularız (F₁ daha küçüktür). Daha az kuvvet uygulamak, daha fazla kuvvet kazancı demektir. Dolayısıyla 1. durumda kuvvet kazancı daha fazladır. Bu ifade ise 2. durumda kazancın daha fazla olduğunu söylüyor, bu yüzden bu ifade de yanlıştır.
Matematiksel olarak da bakalım: Kuvvet Kazancı = Yol / Yükseklik
1. Durum Kazanç = 6 m / 2 m = 3 kat
2. Durum Kazanç = 6 m / 3 m = 2 kat
Gördüğünüz gibi 1. durumdaki kazanç daha fazla.Sonuç:
Yaptığımız değerlendirmeler sonucunda sadece I. ifadenin doğru olduğunu bulduk.
Doğru cevap A) Yalnız I seçeneğidir.
Umarım açıklamalarım faydalı olmuştur. Unutmayın, Fen Bilimleri bol tekrar ve mantık yürütme ile çok daha kolay hale gelir. Başarılar dilerim