Soru:
Bir öğrenci, ağırlığı 1200 N olan bir kutuyu, verimi %60 olan bir bileşik makine ile kaldırıyor. Bileşik makine, kuvvet kazancı 3 olan bir makara ile kuvvet kazancı 5 olan bir dişli çark sisteminden oluşmaktadır. Buna göre öğrenci kutuyu kaldırmak için kaç Newton kuvvet uygular?
Çözüm:
💡 Bu soruda verim kavramı devreye giriyor. İdeal kuvvet kazancı ile verim çarpılarak gerçek kuvvet kazancı bulunur.
- ➡️ İdeal (Sürtünmesiz) Toplam Kuvvet Kazancı:
\( KK_{ideal} = KK_{makara} \times KK_{dişli} = 3 \times 5 = 15 \)
- ➡️ Gerçek (Verimli) Kuvvet Kazancı: Verim, gerçek kuvvet kazancının ideal kuvvet kazancına oranıdır.
\( Verim = \frac{KK_{gerçek}}{KK_{ideal}} \times 100 \)
\( %60 = \frac{KK_{gerçek}}{15} \times 100 \)
\( 0.6 = \frac{KK_{gerçek}}{15} \)
\( KK_{gerçek} = 0.6 \times 15 = 9 \)
- ➡️ Gerekli Kuvvetin Hesaplanması: Gerçek kuvvet kazancını kullanarak kuvveti buluruz.
\( KK_{gerçek} = \frac{Yük}{Kuvvet} \)
\( 9 = \frac{1200\,N}{Kuvvet} \)
\( Kuvvet = \frac{1200}{9} = \frac{400}{3} \approx 133.33\, N \)
✅ Sonuç: Öğrencinin uygulaması gereken kuvvet yaklaşık 133.33 Newton'dur.
