Bir palanga sisteminde 3 hareketli makara bulunmaktadır. Bu sistemle 90 N ağırlığındaki bir yük kaldırılıyor.
Buna göre, yükü dengede tutmak için uygulanması gereken kuvvet kaç N'dur? (Sürtünmeler önemsizdir.)
A) 10
B) 15
C) 20
D) 30
Merhaba sevgili öğrenciler!
Bu soruda, bir palanga sisteminde 3 hareketli makara kullanarak 90 N ağırlığındaki bir yükü dengelemek için ne kadar kuvvet uygulamamız gerektiğini bulacağız. Adım adım ilerleyelim:
- Adım 1: Palanga Sistemini Anlama
- Palanga sistemleri, kuvvetin yönünü ve büyüklüğünü değiştirerek iş yapmayı kolaylaştıran basit makinelerdir. Bu sistemlerdeki temel amaç, daha az kuvvet uygulayarak ağır yükleri kaldırmaktır. Bir palanga sisteminde kuvvet kazancı, yükü taşıyan ip (halat) kollarının sayısına eşittir.
- Adım 2: Kuvvet Kazancını Belirleme
- Soruda 3 hareketli makara olduğu belirtilmiştir. Bir palanga sisteminde, eğer ipin ucu sabit bir noktaya bağlıysa (ki bu en yaygın palanga konfigürasyonudur), kuvvet kazancı hareketli makara sayısının iki katına eşittir.
- Yani, Kuvvet Kazancı = $2 \times (\text{Hareketli Makara Sayısı})$.
- Adım 3: Kuvvet Kazancını Hesaplama
- Verilen bilgiye göre hareketli makara sayısı 3'tür.
- Kuvvet Kazancı = $2 \times 3 = 6$.
- Bu, uygulayacağımız kuvvetin, yükün ağırlığının 6'da biri kadar olacağı anlamına gelir.
- Adım 4: Gerekli Kuvveti Hesaplama
- Kuvvet kazancı formülü şöyledir: Kuvvet Kazancı = $\frac{\text{Yük}}{\text{Kuvvet}}$.
- Bu formülü kullanarak, uygulanması gereken kuvveti bulabiliriz: Kuvvet = $\frac{\text{Yük}}{\text{Kuvvet Kazancı}}$.
- Yükün ağırlığı (P) = 90 N olarak verilmiştir.
- Kuvvet Kazancı = 6 olarak hesapladık.
- Şimdi formülde yerine koyalım: Kuvvet = $\frac{90 \text{ N}}{6} = 15 \text{ N}$.
Yani, 90 N ağırlığındaki yükü dengede tutmak için 15 N'luk bir kuvvet uygulamamız gerekmektedir.
Cevap B seçeneğidir.
