Merhaba sevgili öğrencilerim, Fen Bilimleri dersimize hoş geldiniz! Gönderdiğiniz bu güzel soruları şimdi sizin için adım adım, tane tane çözeceğim. Unutmayın, basit makineler konusu mantığını anladığımızda aslında çok keyifli ve kolaydır. Haydi başlayalım!
5) Eğik düzlem ve sabit makara kullanılarak hazırlanan sistem şekildeki gibi dengededir. Buna göre verilen sistemle ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A) Eğik düzlemin boyu artırılırsa kutu 2 yönünde hareket eder.
B) Eğik düzlemin yüksekliği azaltılırsa kutu 1 yönünde hareket eder.
C) Sistemde kullanılan sabit makara kuvvet kazancı sağlar.
D) Kullanılan sabit makara sayısı artırılırsa sistemin dengesi bozulur.
Çözüm:
Haydi bu sistemi birlikte inceleyelim. Gördüğümüz gibi bir tarafta eğik düzlem üzerindeki bir kutu, diğer tarafta ise havada asılı duran bir kutu var. Bu iki kutu bir ip ve sabit makara ile birbirine bağlı ve en önemlisi sistem dengede. Yani şu an için ne yukarı ne de aşağı bir hareket var. Bu denge, havada asılı duran kutunun ağırlığının, eğik düzlemdeki kutuyu aşağı doğru çeken kuvvete eşit olduğu anlamına gelir.
Adım 1: Eğik düzlemin ne işe yaradığını hatırlayalım. Eğik düzlem, bir cismi yukarı çıkarmak için uygulamamız gereken kuvveti azaltır. Yani kuvvetten kazanç sağlar. Eğik düzlemin eğimi ne kadar az olursa, uygulamamız gereken kuvvet de o kadar azalır. Eğimi azaltmanın iki yolu vardır: ya yüksekliği azaltmak ya da eğik düzlemin boyunu artırmak.
Adım 2: Şimdi A şıkkını inceleyelim. “Eğik düzlemin boyu artırılırsa…” diyor. Eğik düzlemin boyunu artırdığımızda rampamız daha az dik olur, yani eğimi azalır. Bu durumda, eğik düzlemdeki kutuyu dengelemek için gereken kuvvet de azalır.
Adım 3: Sistem ilk başta dengedeydi. Biz eğik düzlemin boyunu uzatarak eğik düzlemdeki kutuyu tutan kuvveti azalttık. Bu durumda, havada asılı duran kutunun ağırlığı artık daha baskın gelir. Yani havada asılı duran kutu aşağı doğru hareket etmeye başlar. Bu da onun 2 yönünde hareket etmesi demektir. Bu durumda A şıkkındaki ifade doğrudur.
Adım 4: Diğer şıkları da hızlıca kontrol edelim.
- B şıkkı: Yüksekliği azaltmak da eğimi azaltır ve A şıkkındaki gibi kutunun 2 yönünde hareket etmesine neden olur. Bu yüzden B şıkkı yanlıştır.
- C şıkkı:Sabit makaralar asla kuvvet kazancı sağlamaz, sadece kuvvetin yönünü değiştirirler. Bu temel bir kuraldır. Dolayısıyla C şıkkı yanlıştır.
- D şıkkı: Sisteme yeni sabit makaralar eklemek (sürtünmeler ihmal edildiği sürece) sistemdeki kuvvet dengesini değiştirmez. Bu yüzden D şıkkı da yanlıştır.
Sonuç: A
6) Kuvvetin yönünü, büyüklüğünü ve doğrultusunu değiştirerek iş yapma kolaylığı sağlayan basit makineler, amaca göre farklı şekillerde kullanılabilir. Ev, iş yeri ve okulda basit makineler kullanılmaktadır ancak ilk bakışta onların birer basit makine olduğunu anlamak zordur. Yukarıdaki görselde eski zamanlarda yünü ipliğe çevirmek için kullanılan bir araç verilmiştir. Bu araç aşağıdaki basit makinelerden hangisine örnek verilebilir?
A) Makara
B) Kaldıraç
C) Eğik düzlem
D) Çıkrık
Çözüm:
Görseldeki araca dikkatlice bakalım. Bu, yün eğirmek için kullanılan eski bir alettir ve “çıkrık” olarak da bilinir. Çalışma prensibini anlamaya çalışalım.
Adım 1: Resimde büyük bir tekerlek ve bu tekerleğe bir kayışla bağlı daha küçük bir mil (iğ) görüyoruz. Genellikle bir pedala basılarak büyük tekerlek döndürülür.
Adım 2: Büyük tekerleğin dönmesiyle, ona bağlı olan küçük mil de döner. Bu yapı size hangi basit makineyi hatırlatıyor? Merkezi aynı olan, farklı yarıçaplardaki iki silindirin birlikte dönmesiyle oluşan sisteme biz ne diyorduk?
Adım 3: Evet, doğru bildiniz! Bu sistemin adı çıkrıktır. Çıkrık, bir tekerlek ve bir milden (silindir veya aks) oluşur. Kuyuya su çekmek için kullanılan sistem, el matkabı, kapı kolu ve tornavida gibi aletler de çıkrık prensibiyle çalışır. Görseldeki yün eğirme aleti de büyük tekerlek ve küçük milden oluşan tipik bir çıkrık örneğidir.
Adım 4: Diğer seçeneklere baktığımızda;
- Makara: Sabit veya hareketli bir eksen etrafında dönen tekerlektir ama burada ip sarılıp bir yük kaldırılmıyor.
- Kaldıraç: Bir destek noktası etrafında dönen bir çubuktur. Aletin kendisi bir kaldıraç değildir.
- Eğik düzlem: Bir rampadır. Görselde böyle bir yapı yok.
Sonuç: D
Umarım açıklamalarım faydalı olmuştur. Anlamadığınız bir yer olursa çekinmeden sorun. Başarılar dilerim!