8. sınıf fen bilimleri 2. dönem 2. yazılı 5. senaryo Test 2

Bir inşaat alanında ağır bir yükü kaldırmak için şekildeki kaldıraç sistemi kullanılmaktadır.
Kaldıraçta kuvvet kolunun uzunluğu $3 \text{ m}$, yük kolunun uzunluğu ise $0.5 \text{ m}$'dir.
Buna göre, bu kaldıraç sistemi ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

A) Kuvvetten $6$ kat kazanç sağlanır.

B) Yoldan $6$ kat kazanç sağlanır.

C) Kuvvetin yönü değiştirilir.

D) İşten kazanç sağlanır.

Merhaba sevgili öğrenciler!

Bu soruda, kaldıraç sistemlerinin temel prensiplerini kullanarak bir inşaat alanındaki yük kaldırma durumunu inceleyeceğiz. Kaldıraçlar, günlük hayatımızda işlerimizi kolaylaştıran basit makinelerdir. Şimdi adım adım sorumuzu çözelim:

• 1. Verilen Bilgileri Anlayalım:
  • Kuvvet kolunun uzunluğu (kuvvetin uygulandığı nokta ile destek noktası arasındaki mesafe): $K_k = 3 \text{ m}$
  • Yük kolunun uzunluğu (yükün bulunduğu nokta ile destek noktası arasındaki mesafe): $Y_k = 0.5 \text{ m}$
• 2. Kaldıraçlarda Kuvvet Kazancını Hesaplayalım:

  Kaldıraçlarda kuvvet kazancı (mekanik avantaj), kuvvet kolunun uzunluğunun yük kolunun uzunluğuna oranıyla bulunur. Bu oran bize, uyguladığımız kuvvetin kaç katına denk bir yükü kaldırabileceğimizi veya aynı yükü kaldırmak için ne kadar daha az kuvvet uygulamamız gerektiğini gösterir.

  Kuvvet Kazancı $= \frac{\text{Kuvvet Kolu Uzunluğu}}{\text{Yük Kolu Uzunluğu}}$

  Kuvvet Kazancı $= \frac{K_k}{Y_k} = \frac{3 \text{ m}}{0.5 \text{ m}}$

  Kuvvet Kazancı $= 6$

  Bu hesaplama bize, bu kaldıraç sistemi ile kuvvetten $6$ kat kazanç sağlandığını gösterir. Yani, yükü kaldırmak için yükün ağırlığının sadece altıda biri kadar bir kuvvet uygulamamız yeterli olacaktır.

• 3. Seçenekleri Değerlendirelim:
  • A) Kuvvetten $6$ kat kazanç sağlanır.

    Yukarıdaki hesaplamalarımızda bulduğumuz gibi, kuvvet kazancı $6$'dır. Dolayısıyla bu ifade doğrudur.

  • B) Yoldan $6$ kat kazanç sağlanır.

    Basit makinelerde kuvvetten kazanç sağlandığında, aynı oranda yoldan kayıp yaşanır. Yani, kuvvetten $6$ kat kazanç sağlanıyorsa, yoldan $6$ kat kayıp sağlanır. Bu ifade yanlıştır.

  • C) Kuvvetin yönü değiştirilir.

    Kaldıraçlar, destek noktasının kuvvet ve yük arasındaki konumuna göre farklı tiplere ayrılır. Birinci tip kaldıraçlar (destek noktası kuvvet ile yük arasındadır) kuvvetin yönünü değiştirirken, ikinci ve üçüncü tip kaldıraçlar genellikle kuvvetin yönünü değiştirmez. Soruda kaldıraç tipine dair kesin bir bilgi verilmediği için, bu ifade her zaman doğru olmayabilir ve kuvvet kazancı kadar kesin bir sonuç değildir.

  • D) İşten kazanç sağlanır.

    Basit makineler, iş yapma kolaylığı sağlarlar ancak işten kazanç sağlamazlar. İdeal bir basit makinede, yapılan iş (kuvvet x yol) her zaman alınan işe eşittir. Yani işten kazanç veya kayıp olmaz. Bu ifade yanlıştır.

Yapılan analizler sonucunda, kaldıraç sisteminin kuvvetten $6$ kat kazanç sağladığı açıkça görülmektedir.

Cevap A seçeneğidir.