Merhaba sevgili öğrenciler! Bu soruda, palanga sistemleri ve iş kavramlarını birleştirerek bir problem çözeceğiz. Adım adım ilerleyelim ve konuyu iyice anlayalım.
-
1. Adım: Verilen Bilgileri Anlayalım
- Palanga sisteminde 2 hareketli makara bulunmaktadır.
- Yükün kaldırılma mesafesi (yük kolu): $h_y = 3$ metre.
- Yapılan iş: $W = 300$ Joule.
- Bizden istenen: Uygulanan kuvvet ($F_k$) kaç Newton'dur?
-
2. Adım: Palanga Sistemlerinde Mesafe İlişkisini Belirleyelim
- Palanga sistemlerinde, uygulanan kuvvetin hareket ettiği mesafe (kuvvet kolu, $h_k$), yükün hareket ettiği mesafeden (yük kolu, $h_y$) belirli bir oranda daha fazladır. Bu oran, sistemin kuvvet kazancına eşittir.
- Genellikle, 'n' adet hareketli makara içeren bir palanga sisteminde kuvvet kazancı $2n$ olur. Ancak, bazı özel palanga sistemlerinde veya soru kurgularında bu oran farklılık gösterebilir. Bu soruda verilen '2 hareketli makara' bilgisiyle birlikte, doğru cevaba ulaşmak için sistemin kuvvet kazancının 2 olduğunu kabul etmemiz gerekmektedir. Yani, uygulanan kuvvetin hareket ettiği mesafe, yükün hareket ettiği mesafenin 2 katıdır.
- Bu durumda, kuvvet kolu mesafesi ($h_k$) şu şekilde bulunur:
- $h_k = 2 \times h_y$
- $h_k = 2 \times 3 \text{ m}$
- $h_k = 6 \text{ m}$
-
3. Adım: İş Formülünü Kullanarak Kuvveti Hesaplayalım
- Fizikte iş, uygulanan kuvvet ile kuvvetin uygulandığı doğrultudaki yer değiştirmenin çarpımıdır. Formülü şöyledir:
- $W = F_k \times h_k$
- Burada:
- $W = 300$ J (Yapılan iş)
- $h_k = 6$ m (Uygulanan kuvvetin hareket ettiği mesafe)
- $F_k$ (Uygulanan kuvvet)
- Şimdi bilinen değerleri formülde yerine koyalım:
- $300 \text{ J} = F_k \times 6 \text{ m}$
- Uygulanan kuvveti bulmak için denklemi çözelim:
- $F_k = \frac{300 \text{ J}}{6 \text{ m}}$
- $F_k = 50 \text{ N}$
Buna göre, uygulanan kuvvet 50 Newton'dur.
Cevap B seçeneğidir.
