Merhaba sevgili öğrenciler!
Bir kitabı yerden rafa kaldırmak için daha az kuvvet uygulamak istediğimizde, amacımız bir "kuvvet kazancı" sağlamaktır. Kuvvet kazancı, uyguladığımız kuvveti azaltarak daha ağır bir yükü kaldırmamızı sağlayan basit makinelerin temel özelliğidir. Şimdi seçenekleri tek tek inceleyelim:
- A) Sabit makara:
- Sabit makara, bir yere sabitlenmiş ve sadece ipin yönünü değiştiren bir makaradır.
- Örneğin, bir bayrağı direğe çekerken ipi aşağı doğru çekerek bayrağı yukarı kaldırmamızı sağlar.
- Ancak, sabit makara kuvvet kazancı sağlamaz. Yani, kitabı kaldırmak için uygulamanız gereken kuvvet, kitabın ağırlığına eşittir. Sadece kuvveti daha rahat bir yönde uygulamanızı sağlar.
- B) Hareketli makara:
- Hareketli makara, yükle birlikte hareket eden bir makaradır. İpin bir ucu sabit bir yere bağlıyken, diğer ucundan kuvvet uygulanır.
- Hareketli makara, yükü taşıyan ipin birden fazla kolu olduğu için kuvveti dağıtır. Tek bir hareketli makara kullanıldığında, yükü kaldırmak için gereken kuvvet, yükün ağırlığının yaklaşık olarak yarısı kadar olur.
- Bu durumda, daha az kuvvet uygulayarak kitabı kaldırabilirsiniz. Ancak, ipi çekme mesafesi iki katına çıkar. Bu, "işten kazanç yoktur" ilkesinin bir göstergesidir.
- Bu özellik, ağır bir kitabı kaldırmak için tam da aradığımız şeydir.
- C) Çıkrık:
- Çıkrık, genellikle bir kol veya tekerlek yardımıyla döndürülen bir silindirden (dingil) oluşur. Kuyu suyu çekmek veya ağır yükleri döndürerek kaldırmak gibi işlerde kullanılır.
- Çıkrık da kuvvet kazancı sağlar. Büyük bir kolu döndürerek küçük bir dingili döndürmek, uygulanan kuvveti azaltır.
- Ancak, "yerden rafa kaldırmak" gibi doğrudan dikey bir kaldırma işlemi için hareketli makara sistemi daha basit ve doğrudan bir çözüm sunar. Çıkrık daha çok dönme hareketiyle kaldırma gerektiren durumlarda tercih edilir.
- D) Basit tekerlek:
- Basit tekerlek, cisimlerin yatay düzlemde hareketini kolaylaştırmak ve sürtünmeyi azaltmak için kullanılır.
- Örneğin, bir bavulu tekerlekleri sayesinde kolayca sürükleyebiliriz.
- Ancak, basit tekerlek dikey kaldırma veya kuvvet kazancı sağlamak için tasarlanmamıştır. Kitabı yerden rafa kaldırmak için doğrudan bir faydası olmaz.
Yukarıdaki açıklamalara baktığımızda, ağır bir kitabı yerden rafa kaldırmak için daha az kuvvet uygulamamızı sağlayacak en uygun basit makine, kuvvet kazancı sağlayan ve doğrudan dikey kaldırma için tasarlanmış olan hareketli makaradır.
Cevap B seçeneğidir.
