Merhaba sevgili öğrencilerim! Bugün basit makineler ünitemizin sonuna yaklaşıyoruz ve bu sayfadaki sorularla öğrendiklerimizi pekiştireceğiz. Hazırsanız başlayalım!
—
**11. Soru:**
Yukarıdakilerden hangileri bileşik makineye örnek verilemez?
A) I ve II
B) II ve III
C) III ve IV
D) III ve IV
Sevgili öğrenciler, öncelikle bileşik makine neydi, bir hatırlayalım. Bileşik makine, birden fazla basit makinenin bir araya gelmesiyle oluşan makinelerdir. Şimdi şıklara tek tek bakalım ve hangisinin bileşik makine olmadığını bulalım:
- I. Tahterevalli: Tahterevalli tek başına bir basit makinedir, bir kaldıraç türüdür. Bileşik makine değildir.
- II. Eğimli düzlem: Eğimli düzlem de tek başına bir basit makinedir.
- III. El arabası: El arabası, tekerleği (silindir) ve kaldıraç prensibini bir arada kullanır. Dolayısıyla bileşik makinedir.
- IV. Bisiklet: Bisiklet, tekerlekler, pedallar, zincir mekanizması gibi birçok basit makineyi bir arada barındırır. Bu da onu bir bileşik makine yapar.
Soruda bizden bileşik makineye örnek verilemez olanı bulmamız isteniyor. I ve II tek başına basit makine oldukları için bileşik makineye örnek verilemezler.
Şimdi seçeneklere baktığımızda, hem I’in hem de II’nin yer aldığı seçeneği arıyoruz. Ancak seçeneklerde I ve II’yi birlikte içeren bir şık yok. Soruyu tekrar incelediğimde, seçeneklerdeki eşleştirmelerin I, II, III, IV şeklinde ilerlemesi gerektiğini anlıyorum. Bu durumda, I ve II’nin tek başına basit makine olduğunu ve dolayısıyla bileşik makineye örnek verilemeyeceğini biliyoruz.
Seçenekleri tekrar değerlendirelim:
- A) I ve II: Bu ikisi de basit makine, yani bileşik makineye örnek verilemez.
- B) II ve III: II basit makine, III bileşik makine.
- C) III ve IV: Her ikisi de bileşik makine.
- D) III ve IV: Her ikisi de bileşik makine.
Burada bir gözden kaçırma olmuş olabilir. Sorunun mantığına göre, bileşik makine olmayan şıkları seçeceğiz. I ve II basit makinelerdir. Eğer soru “bileşik makine olanlar” diye sorsaydı, III ve IV’ü seçerdik.
Sorunun “hangileri bileşik makineye örnek verilemez?” şeklinde olduğunu düşünürsek, I ve II basit makine olduğu için bileşik makineye örnek verilemez. Ancak seçenekler bu şekilde gruplanmış. Eğer seçenekler “I”, “II”, “III”, “IV” şeklinde olsaydı, I ve II’yi seçerdik.
Bu tür sorularda bazen seçenekler biraz kafa karıştırıcı olabilir. Ancak temel bilgi şu: Tahterevalli ve eğimli düzlem basit makinedir. El arabası ve bisiklet bileşik makinedir.
Soru “hangileri bileşik makineye örnek verilemez?” diye soruyor. Bu durumda hem I hem de II basit makine olduğu için bileşik makineye örnek verilemez. Seçeneklere baktığımızda, A şıkkında “I ve II” diyor. Bu doğru bir eşleşme gibi görünüyor.
Sonuç: A
—
**12. Soru:**
Ağırlığı önemsiz, eşit bölmelendirilmiş kaldıraçlarda bulunan özdeş G ağırlığı; $F_1$, $F_2$ ve $F_3$ kuvvetleri ile şekildeki gibi dengededir. Buna göre;
I. $F_1$ kuvvetinin büyüklüğü G ağırlığından fazladır.
II. II numaralı sisteme cımbız örnek gösterilebilir.
III. $F_3$ kuvvetinin büyüklüğü G ağırlığına eşittir.
Yukarıda verilenlerden hangisi ya da hangileri doğrudur?
A) Yalnız III
B) I ve III
C) II ve III
D) I, II ve III
Bu soruda kaldıraçların denge durumlarını inceleyerek kuvvetler arasındaki ilişkiyi bulacağız. Hatırlayalım, kaldıraçlarda tork (döndürme etkisi) dengesi esastır. Tork, kuvvetin büyüklüğü ile kuvvetin uygulandığı noktanın destek noktasına olan uzaklığının çarpımıdır. Bir sistem dengede ise, destek noktasının bir tarafındaki torkların toplamı, diğer tarafındaki torkların toplamına eşittir.
Sistemi İnceleyelim:
Sistem I:
Burada G ağırlığı, destek noktasının solunda ve destek noktasına 1 birim uzaklıkta. $F_1$ kuvveti ise sağda ve destek noktasına 2 birim uzaklıkta.
Denge şartına göre:
G x 1 = $F_1$ x 2
Buradan $F_1$ ‘i çekersek:
$F_1$ = G / 2
Yani $F_1$ kuvveti G ağırlığının yarısı kadardır.
İfade I’i Değerlendirelim: “$F_1$ kuvvetinin büyüklüğü G ağırlığından fazladır.” Bu ifade yanlıştır, çünkü $F_1$ = G/2’dir.
Sistem II:
Burada G ağırlığı, destek noktasının sağında ve destek noktasına 1 birim uzaklıkta. $F_2$ kuvveti ise solda ve destek noktasına 3 birim uzaklıkta.
Denge şartına göre:
$F_2$ x 3 = G x 1
Buradan $F_2$ ‘yi çekersek:
$F_2$ = G / 3
Yani $F_2$ kuvveti G ağırlığının üçte biri kadardır.
İfade II’yi Değerlendirelim: “II numaralı sisteme cımbız örnek gösterilebilir.” Cımbız, kuvvetin uygulandığı yer ile destek noktası arasında kuvvetin uygulandığı bir kaldıraç türüdür. Sistem II’ye baktığımızda, G ağırlığı (yük) destek noktasının bir tarafında, $F_2$ kuvveti (kuvvet) ise destek noktasının diğer tarafında. Bu yapı bir cımbıza benzemiyor. Cımbızda kuvvet, yük ve destek noktası arasındaki ilişki farklıdır. Cımbız genellikle kuvvetin destek noktası ile yük arasında uygulandığı bir kaldıraç türüdür. Bu nedenle bu ifade yanlıştır.
Sistem III:
Burada G ağırlığı, destek noktasının sağında ve destek noktasına 2 birim uzaklıkta. $F_3$ kuvveti ise solda ve destek noktasına 2 birim uzaklıkta.
Denge şartına göre:
$F_3$ x 2 = G x 2
Buradan $F_3$ ‘ü çekersek:
$F_3$ = G
Yani $F_3$ kuvveti G ağırlığına eşittir.
İfade III’ü Değerlendirelim: “$F_3$ kuvvetinin büyüklüğü G ağırlığına eşittir.” Bu ifade doğrudur.
Şimdiye kadar I ve II yanlış, III doğru çıktı. Buna göre doğru seçeneği bulalım.
Sonuç: A
—
**13. Soru:**
Aşağıdakilerden hangisi basit bir makine değildir?
A) Makara
B) Kaldıraç
C) Tükenmez kalem
D) Kürek
Bu soruda basit makineleri tanımamız ve verilen örneklerin hangisinin basit makine olmadığını bulmamız gerekiyor. Basit makineler, iş yapmayı kolaylaştıran araçlardır ve genellikle az sayıda parçadan oluşurlar.
- A) Makara: Makara, kuvvetin yönünü değiştirmek veya kuvvetten kazanç sağlamak için kullanılan bir basit makinedir.
- B) Kaldıraç: Kaldıraç, bir destek noktası etrafında dönen çubuklardan oluşan, kuvvetten veya yoldan kazanç sağlayan bir basit makinedir.
- C) Tükenmez kalem: Tükenmez kalem, yazı yazmaya yarayan bir araçtır. İçinde yay, mürekkep haznesi gibi parçalar bulunsa da, iş yapmayı kolaylaştıran bir kaldıraç, makara, eğimli düzlem gibi temel basit makine prensiplerine doğrudan dayanmaz.
- D) Kürek: Kürek, bir kaldıraç türüdür. Destek noktası (genellikle elin tuttuğu yer), kuvvetin uygulandığı nokta (diğer el) ve yük (küreğin suya uyguladığı direnç) ile çalışır.
Bu durumda, basit makine olmayan örnek tükenmez kalemdir.
Sonuç: C
—
**14. Soru:**
En az iki çeşit basit makine içeren düzeneklere bileşik makine adı verilir. Bisiklet de farklı basit makineler içeren bir bileşik makinedir. Aşağıdaki verilenlerden hangisi bisikletin yapısında bulunan basit makinelerden biri değildir?
A) Çıkrık
B) Makara
C) Kaldıraç
D) Dişli çark
Bisiklet, en güzel bileşik makine örneklerinden biridir. Şimdi bisiklette hangi basit makinelerin bulunduğunu düşünelim ve şıklardan hangisinin bisiklette olmadığını bulalım:
- A) Çıkrık: Çıkrık, bir mil etrafına ip sarılarak yükün kaldırıldığı bir basit makinedir. Bisikletin pedalları ve arka tekerleği arasındaki zincir sistemi, bir tür çıkrık prensibiyle çalışır diyebiliriz. Pedalları çevirerek zinciri hareket ettiririz ve bu da arka tekerleği döndürür.
- B) Makara: Bisiklette doğrudan makara görmek pek mümkün olmayabilir, ancak bazı bisikletlerde vites değiştirme mekanizmalarında makara benzeri parçalar kullanılabilir. Yine de, diğer seçeneklere göre daha az belirgindir.
- C) Kaldıraç: Bisikletin fren kolları birer kaldıraçtır. Pedalların kendisi de ayaklarımızı destek noktası gibi kullanarak birer kaldıraç görevi görebilir.
- D) Dişli çark: Bisikletin en önemli basit makinelerinden biri dişli çarklardır. Pedalların önündeki ve arka tekerlekteki dişliler, vites sistemini oluşturur ve kuvvetin aktarılmasını sağlar. Zincir de dişliler sayesinde hareket eder.
Şimdi bu bilgileri şıklarla karşılaştıralım:
- Çıkrık: Bisiklette dolaylı olarak var.
- Makara: Bisiklette belirgin bir makara yok, ancak bazı parçalar benzer işlev görebilir.
- Kaldıraç: Fren kolları ve pedallar kaldıraçtır.
- Dişli çark: Vites sisteminde bolca bulunur.
Soruda “bisikletin yapısında bulunan basit makinelerden biri değildir?” diye soruluyor. Dişli çarklar, kaldıraçlar ve çıkrık (dolaylı da olsa) bisiklette bulunur. Makara ise bisiklette belirgin bir şekilde karşımıza çıkan bir basit makine değildir. Bu nedenle doğru cevap makara olacaktır.
Sonuç: B
—
**15. Soru:**
Zihin gelişimi için düzenli olarak ceviz yemek isteyen Hatice, ceviz kıracağından yararlanarak ceviz kırmak istiyor. Hatice, ceviz kıracağı üzerindeki $F_1$, $F_2$, $F_3$ ve $F_4$ ile gösterilen kuvvetlerden hangisini uygular ise daha az kuvvet uygulayarak ceviz kırabilir?
Bu soruda ceviz kıracağının çalışma prensibini ve kuvvetlerin uygulandığı yerleri inceleyerek en az kuvvetle işi yapmamızı sağlayacak noktayı bulacağız. Ceviz kıracağı, bir kaldıraç türüdür. Daha az kuvvet uygulayarak işi yapmak demek, kuvvet kolunun daha uzun olması demektir. Kuvvet kolu, kuvvetin uygulandığı noktanın destek noktasına olan uzaklığıdır.
Görseldeki ceviz kıracına baktığımızda:
- Destek noktası, ceviz kıracağının menteşeli kısmıdır.
- Yük, kırılacak cevizdir.
- Kuvveti uygulayacağımız noktalar ise $F_1$, $F_2$, $F_3$ ve $F_4$ ile gösterilen yerlerdir.
Destek noktasına en uzak olan kuvvet kolu, bize en az kuvvetle işi yaptırır.
Şimdi kuvvetlerin destek noktasına olan uzaklıklarını karşılaştıralım:
- $F_1$: Destek noktasına en uzak olan kuvvettir.
- $F_2$: $F_1$’den daha yakındır.
- $F_3$: $F_2$’den daha yakındır.
- $F_4$: Destek noktasına en yakındır.
Kuvvet kolu ne kadar uzun olursa, uygulanan kuvvet o kadar az olur. Bu nedenle, destek noktasına en uzak olan $F_1$ kuvvetini uygularsak, en az kuvvetle cevizi kırabiliriz.
Sonuç: A