Harika bir soru! Merhaba sevgili öğrencim, ben Fen Bilimleri öğretmenin. Bu tür sorular, öğrendiklerimizi kullanarak yaratıcılığımızı konuşturmamız için harika bir fırsattır. Unutma, bu bir tasarım sorusu olduğu için tek bir doğru cevabı yok. Önemli olan, en az üç basit makine kullanarak günlük hayatta işimizi kolaylaştıracak mantıklı bir düzenek kurmak.
Hadi gel, ben sana örnek bir tasarım yapayım ve adım adım açıklayayım. Sen de bu örnekten ilham alarak kendi harika tasarımını yapabilirsin!
Soru Metni:
Basit makinelerin bir arada kullanılması ile bileşik makineler elde edilir. Örneğin bisiklet; çıkrık, kaldıraç ve dişli çark içeren bileşik makinedir. Bileşik makineler, basit makinelerin yaptığından daha zor işleri yapabilir. Siz de aşağıda verilen bölüme en az üç basit makineden oluşan ve günlük yaşamda iş kolaylığı sağlayabileceğini düşündüğünüz bir düzenek tasarlayınız. Şartlar uygunsa modelinizi üç boyutlu hâle dönüştürünüz.
Çözüm ve Açıklama:
Haydi, odamızdaki ağır kitap kutularını daha kolay bir şekilde rafa kaldırmamızı sağlayacak bir düzenek tasarlayalım. Bu düzeneğimizin adı “Kitap Yükleme Vinci” olsun!
Adım 1: Amacımızı Belirleyelim
Amacımız, yerden ağır bir kutuyu alıp, yorulmadan masanın veya bir rafın üzerine kaldırmak. Bu sayede hem belimizi incitmemiş oluruz hem de kuvvetten kazanç sağlarız.
Adım 2: Tasarımımızı Çizelim
(Bu kısımda senin, aşağıda tarif edeceğim düzeneği sana verilen boş kutucuğa çizdiğini hayal ediyorum.)
Bir masa kenarına sabitlenmiş, “L” şeklinde bir düzenek düşünelim. Bu “L” harfinin yatay kolunun ucunda bir makara olacak. Dikey kolunun yanında ise ipi sarmak için bir çevirme kolu (yani çıkrık) bulunsun. İpimiz makaradan geçip aşağıya sarkacak ve ucunda da kutuyu takacağımız bir kanca olacak.
Adım 3: Düzeneğimizdeki Basit Makineleri Bulalım
Şimdi en önemli kısma geldik. Bu “Kitap Yükleme Vinci”nde hangi basit makineler var, birlikte bulalım:
- 1. Kaldıraç: Vincimizin “L” şeklindeki kolu, aslında bir kaldıraç görevi görür. Masaya sabitlendiği yer destek noktasıdır. Kolun ucundaki kitap kutusu yük, bizim kolu dengede tutmak için uyguladığımız kuvvet ise kuvvet olur. Bu sayede yükü dengede tutabiliriz.
- 2. Çıkrık: İpi sarmak için kullandığımız çevirme kolu, bir çıkrık sistemidir. Biz büyük bir daire çizen kolu çevirerek (kuvvet kolu), ipin sarıldığı küçük silindiri (yük kolu) döndürürüz. Bu bize kuvvetten kazanç sağlar ve ağır ipi kolayca sarmamızı sağlar.
- 3. Sabit Makara: Vincin kolunun ucundaki tekerlek, bir sabit makaradır. İp bu makaranın üzerinden geçer. Sabit makaralar kuvvetten kazanç sağlamazlar ama kuvvetin yönünü değiştirerek bize iş kolaylığı sağlarlar. Biz çevirme koluyla ipi yatay olarak çekerken, yükümüz dikey olarak yukarı doğru hareket eder. Bu çok kullanışlıdır!
Sonuç:
Gördüğün gibi, tasarladığımız “Kitap Yükleme Vinci”; kaldıraç, çıkrık ve sabit makara olmak üzere tam üç farklı basit makineyi bir arada barındıran bir bileşik makinedir. Bu düzenek sayesinde, ağır bir kutuyu çok daha az bir kuvvetle ve yorulmadan yukarı kaldırabiliriz. İşte basit makinelerin gücü bu!
Eğer evde karton, ip, küçük bir tekerlek ve bir çubuk bulabilirsen, bu modelin küçüğünü yapmayı deneyebilirsin. Böylece nasıl çalıştığını kendi gözlerinle görmüş olursun. Başarılar dilerim!