8. Sınıf Fen Bilimleri Ders Kitabı Cevapları Ata Yayınları Sayfa 183
Harika bir test! Hadi bakalım, 8. sınıfın en sevilen konularından biri olan Basit Makineler ile ilgili bu soruları birlikte, adım adım çözelim. Tıpkı derste yaptığımız gibi, her soruyu tane tane anlatacağım.
1. Sürtünmelerin önemsiz olduğu yukarıdaki makara ile ilgili,
I. İş yapma kolaylığı sağlar.
II. Kuvvetin yönünü değiştirir.
III. Yoldan kazanç sağlar.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
Çözüm:
Merhaba çocuklar, bu soruda bize bir sabit makara verilmiş. Sabit makaraların özelliklerini bir hatırlayalım, ne dersiniz?
Adım 1: Sabit makaralar, adından da anlaşılacağı gibi, bir yere sabitlenmiştir ve sadece kendi etrafında dönerler. Resimdeki gibi, tavana asılı durur.
Adım 2: Şimdi ifadelere bakalım:
- I. İş yapma kolaylığı sağlar: Bütün basit makinelerin ortak amacı budur zaten! Bir işi daha kolay, daha az kuvvetle veya farklı bir yönde kuvvet uygulayarak yapmamızı sağlarlar. Sabit makara da kuvvetin yönünü değiştirerek iş yapma kolaylığı sağlar. Bu ifade doğrudur.
- II. Kuvvetin yönünü değiştirir: Resme dikkatlice bakın. Yükü yukarı kaldırmak için ipi nereye doğru çekiyoruz? Aşağıya doğru! Yani normalde yukarı uygulayacağımız kuvveti, aşağı doğru uygulayarak işimizi hallediyoruz. Bu sayede kendi vücut ağırlığımızdan bile faydalanabiliriz. Demek ki kuvvetin yönünü değiştiriyor. Bu ifade de doğrudur.
- III. Yoldan kazanç sağlar: Arkadaşlar, unutmayın! Basit makinelerde kuvvetten kazanç varsa yoldan kayıp, yoldan kazanç varsa kuvvetten kayıp olur. Sabit makaralarda ise ne kuvvetten kazanç ne de yoldan kazanç vardır. Uyguladığımız kuvvet yükün ağırlığına eşittir (F=P). İpi ne kadar çekersek, yük de o kadar yükselir. Dolayısıyla yoldan bir kazancımız veya kaybımız yoktur. Bu ifade yanlıştır.
Adım 3: Sonuç olarak I ve II numaralı ifadeler doğru. Bu da bizi B şıkkına götürüyor.
Sonuç: B) I ve II
2. Sema boyu 50 cm, yüksekliği 30 cm olan eğik düzlemde bazı değişiklikler yaparak 1 ve 2. düzenekleri hazırlıyor. Buna göre yapılan işlemler sonucunda dinamometredeki değerler aşağıdakilerden hangisindeki gibi değişir? (Sürtünmeler önemsizdir.)
Çözüm:
Bu soruda eğik düzlemlerle ilgili çok temel bir kuralı hatırlamamız gerekiyor. Eğik düzlemde bir cismi yukarı çekmek için uyguladığımız kuvvet, eğik düzlemin eğimine bağlıdır. Eğim ne kadar azsa, yani rampa ne kadar yatıksa, o kadar az kuvvet uygularız. Eğim ne kadar fazlaysa, yani rampa ne kadar dikse, o kadar çok kuvvet uygularız.
Adım 1: 1. düzeneği inceleyelim.
Başlangıçtaki eğik düzlemimizin yüksekliği 30 cm ve boyu 50 cm idi. 1. düzenekte ise yükseklik aynı kalmış (30 cm) ama rampanın boyu 80 cm’ye çıkmış. Yani aynı yüksekliğe daha uzun bir yoldan çıkıyoruz. Bu, rampanın daha az eğimli, daha “yatık” hale geldiği anlamına gelir. Bir dağı tırmanmayı düşünün, dik bir patikadan mı yoksa daha uzun ama dolambaçlı bir yoldan mı çıkmak daha kolaydır? Tabii ki uzun yoldan! Bu yüzden uygulayacağımız kuvvet azalır.
Adım 2: 2. düzeneği inceleyelim.
Başlangıçtaki düzeneğimizde yükseklik 30 cm, boy 50 cm idi. 2. düzenekte ise rampanın boyu aynı kalmış (50 cm) ama yükseklik 40 cm’ye çıkmış. Yani aynı uzunluktaki yolda daha yükseğe tırmanmaya çalışıyoruz. Bu da rampanın daha dik, daha “sarp” hale geldiği anlamına gelir. Rampa dikleştikçe cismi çekmek için uygulamamız gereken kuvvet de artar.
Adım 3: Sonucu birleştirelim.
1. düzenekte kuvvet Azalır, 2. düzenekte ise Artar. Bu durumu sağlayan şıkkı bulalım.
- A) Azalır – Artar
- B) Artar – Azalır
- C) Değişmez – Artar
- D) Azalır – Değişmez
Gördüğümüz gibi doğru cevap A şıkkıdır.
Sonuç: A) Azalır – Artar
3. Desteğin, yükün veya kuvvetin arada olduğu kaldıraç türlerinde K, L ve M kaldıraçlarının kuvvet kolu ve yük kolu uzunlukları aşağıdaki grafikte verilmiştir. Buna göre K, L ve M kaldıraçları aşağıdakilerden hangisi olabilir?
Çözüm:
Bu soruyu çözmek için grafiği dikkatlice okumalı ve kaldıraç türlerini hatırlamalıyız. Unutmayın, kuvvet kolu, kuvvetin desteğe olan uzaklığı; yük kolu ise yükün desteğe olan uzaklığıdır.
Adım 1: K kaldıracını analiz edelim.
Grafiğe baktığımızda K kaldıracında kuvvet kolu ile yük kolu birbirine eşit uzunlukta. Bu durum, desteğin tam ortada olduğu kaldıraçlarda görülür. En güzel örneği nedir? Tabii ki parklarda bindiğimiz tahterevalli! Bu tür kaldıraçlarda kuvvetten kazanç veya kayıp yoktur.
Adım 2: L kaldıracını analiz edelim.
L kaldıracında ise grafiğe göre kuvvet kolu, yük kolundan daha uzun. Kuvvet kolu uzunsa, “kolumuz uzuyor” ve daha az kuvvetle iş yapıyoruz demektir. Yani burada kuvvetten kazanç vardır. Bu tip kaldıraçlara örnek olarak, desteğin başta, yükün ortada olduğu fındık kıracağı veya el arabasını verebiliriz.
Adım 3: M kaldıracını analiz edelim.
M kaldıracına baktığımızda durum tam tersi. Yük kolu, kuvvet kolundan daha uzun. Bu durumda kuvvetten kazanç olmaz, tam tersine kuvvetten kayıp olur. Yani yükten daha büyük bir kuvvet uygularız. Peki neden böyle bir alet kullanalım? Çünkü yoldan ve hızdan kazanç sağlarız. Buna en güzel örnekler, kuvvetin ortada olduğu cımbız veya maşa gibi aletlerdir.
Adım 4: Şıkları inceleyelim.
Bulduklarımızı şıklarla eşleştirelim:
- K: Tahterevalli (Kuvvet kolu = Yük kolu)
- L: Fındık kıracağı (Kuvvet kolu > Yük kolu)
- M: Maşa (Kuvvet kolu < Yük kolu)
Bu eşleştirmelerin hepsi C şıkkında doğru olarak verilmiş.
Sonuç: C) Tahterevalli – Fındık kıracağı – Maşa
4. Aşağıda verilen kaldıraçta yük, kuvvet ile dengededir. Buna göre bu kaldıraçta kuvvet kazancını artırmak için,
I. X uzunluğu azaltılmalıdır.
II. Y uzunluğu artırılmalıdır.
III. Destek, kuvvete yaklaştırılmalıdır.
işlemlerinden hangileri yapılabilir?
Çözüm:
Son sorumuzda yine bir kaldıraç var ve bizden kuvvet kazancını artırmamız isteniyor. Kuvvet kazancı demek, daha az kuvvet uygulayarak aynı işi yapmak demektir. Kaldıraçlarda kuvvet kazancının formülünü hatırlayalım:
Kuvvet Kazancı = Kuvvet Kolu / Yük Kolu
Şekle baktığımızda Kuvvet Kolu Y, Yük Kolu ise X‘tir. Yani bizim için formül:
Kuvvet Kazancı = Y / X
Şimdi bu oranın değerini nasıl artırabiliriz, ona bakalım.
Adım 1: Bir kesrin değerini artırmak için ya payı (üstteki sayı) büyütmemiz ya da paydayı (alttaki sayı) küçültmemiz gerekir. Yani ya Y’yi artırmalıyız ya da X’i azaltmalıyız.
Adım 2: İfadeleri bu bilgiye göre değerlendirelim.
- I. X uzunluğu azaltılmalıdır: X, yük koluydu. Yük kolunu (paydayı) azaltırsak kuvvet kazancı artar. Bu ifade doğrudur. Desteği yüke yaklaştırmakla aynı şeydir.
- II. Y uzunluğu artırılmalıdır: Y, kuvvet koluydu. Kuvvet kolunu (payı) artırırsak kuvvet kazancı artar. Bu ifade de doğrudur. Kuvveti destekten uzaklaştırmakla aynı şeydir.
- III. Destek, kuvvete yaklaştırılmalıdır: Desteği F kuvvetine doğru kaydırırsak ne olur bir düşünelim. Y uzunluğu (kuvvet kolu) kısalır, X uzunluğu (yük kolu) ise uzar. Bu durumda Y/X oranı küçülür, yani kuvvet kazancı azalır. Biz ise artırmak istiyorduk. Bu ifade yanlıştır.
Adım 3: Doğru ifadeleri seçelim.
Kuvvet kazancını artırmak için I ve II numaralı işlemleri yapabiliriz.
Sonuç: C) II ve III (Not: Metin içindeki analizime göre cevap I ve II olmalı. Şıklarda “I ve II” seçeneği B şıkkında yer alıyor. Sorunun şıklarında bir yazım hatası olabilir, ya da ben şıkları yanlış okudum. Tekrar kontrol edeyim… Evet, şıklar A) Yalnız II, B) I ve II, C) II ve III, D) I, II ve III şeklinde. Analizime göre doğru olanlar I ve II. Bu durumda doğru cevap B şıkkı olmalı. Görseldeki C şıkkı, II ve III’ü içeriyor, bu hatalı. Ben analizime göre doğru olanı yazıyorum.)
Düzeltme ve Sonuç: Analizimize göre doğru olan ifadeler I ve II’dir. Bu da B şıkkında bulunmaktadır.
Sonuç: B) I ve II