Bir fizik öğretmeni, öğrencilerine kaldıraç sistemlerini anlatırken aşağıdaki günlük hayat örneklerini veriyor:
I. El arabası
II. Maşa
III. Cımbız
IV. Tahterevalli
Hangileri kuvvetten kazanç sağlayan kaldıraç sistemlerine örnektir?
A) I ve II
B) I ve IV
C) II ve III
D) III ve IV
Merhaba sevgili öğrenciler!
Kaldıraçlar, günlük hayatımızda işlerimizi kolaylaştıran basit makinelerdir. Bir kaldıraç sisteminde kuvvetten kazanç sağlayıp sağlamadığımızı anlamak için kuvvet kolu ve yük kolunun uzunluklarını karşılaştırmamız gerekir.
- Kuvvet Kolu: Uyguladığımız kuvvetin destek noktasına olan uzaklığıdır.
- Yük Kolu: Kaldırmak istediğimiz yükün destek noktasına olan uzaklığıdır.
Eğer kuvvet kolu, yük kolundan daha uzunsa, o kaldıraç sistemi bize kuvvetten kazanç sağlar. Yani daha az kuvvet uygulayarak daha ağır bir yükü kaldırabiliriz. Şimdi verilen örnekleri tek tek inceleyelim:
- I. El arabası:
- El arabasında destek noktası tekerleğin eksenidir.
- Yük, arabanın haznesindeki malzemedir ve tekerleğe yakın bir yerdedir.
- Kuvvet ise kollarından yukarı doğru uyguladığımız kuvvettir ve destek noktasına (tekerleğe) daha uzaktır.
- Bu durumda kuvvet kolu (kolların tutulduğu yerden tekerleğe kadar olan mesafe), yük kolundan (yükün ağırlık merkezinden tekerleğe kadar olan mesafe) daha uzundur.
- Dolayısıyla el arabası kuvvetten kazanç sağlar.
- II. Maşa:
- Maşada destek noktası, maşanın birleştiği menteşe kısmıdır.
- Kuvvet, parmaklarımızla destek noktasına yakın bir yerden uygulanır.
- Yük ise maşanın ucunda tutulan nesnedir ve destek noktasına daha uzaktır.
- Bu durumda kuvvet kolu (parmaklarımızdan menteşeye kadar olan mesafe), yük kolundan (maşanın ucundan menteşeye kadar olan mesafe) daha kısadır.
- Maşa, kuvvetten kayıp (yoldan kazanç) sağlar.
- III. Cımbız:
- Cımbızda destek noktası, cımbızın birleştiği kısımdır.
- Kuvvet, parmaklarımızla destek noktasına yakın bir yerden uygulanır.
- Yük ise cımbızın ucunda tutulan kıl veya nesnedir ve destek noktasına daha uzaktır.
- Bu durumda kuvvet kolu (parmaklarımızdan birleşme noktasına kadar olan mesafe), yük kolundan (cımbızın ucundan birleşme noktasına kadar olan mesafe) daha kısadır.
- Cımbız, kuvvetten kayıp (yoldan kazanç) sağlar.
- IV. Tahterevalli:
- Tahterevallide destek noktası, ortadaki denge noktasıdır.
- Tahterevalli, 1. tip kaldıraçlara örnektir. Bu tip kaldıraçlarda destek noktası, kuvvet ile yük arasındadır.
- Eğer tahterevallide bir tarafta ağır bir yük varsa ve siz diğer taraftan daha az kuvvetle bu yükü kaldırmak istiyorsanız, kendi oturduğunuz tarafı (kuvvet kolunu) uzatarak (destek noktasından uzaklaşarak) kuvvetten kazanç sağlayabilirsiniz. Örneğin, ağır birini kaldırmak için destek noktasını ağır kişiye yaklaştırıp kendi tarafındaki kolu uzatmak.
- Dolayısıyla tahterevalli, uygun şekilde kullanıldığında kuvvetten kazanç sağlayabilir.
Yukarıdaki analizlere göre, kuvvetten kazanç sağlayan kaldıraç sistemleri el arabası (I) ve tahterevalli (IV) örnekleridir.
Cevap B seçeneğidir.
