Test 1`in Çözümleri Basit Makineler Test

4
1
Basit Makineler Test Çözümleri
3. Bijon anahtarında
kuvvet kolu y dir.
Bu nedenle y ne
kadar büyük olursa kuvvet kazancı
o kadar büyük
olur.
Test 1'in Çözümleri
1. Basit makinelerin hiçbirisi işten kazanç sağlayamaz. Hatta sürtünmelerden dolayı işten kayıp söz
konusudur. I. öncül yanlıştır.
Basit makineleri tercih etmemizin nedeni iş yapma
kolaylığı sağlamalarıdır. II. öncül doğrudur.
Basit makinelerde kuvvetten kazanç veya kayıp
olabilir. III. öncül de doğrudur.
z
y
x
y
z
Yanıt B dir.
Yanıt D dir.
4.
b
Nihat Bilgin Yayıncılık©
F
a
tahta
zemin
P
2. Merdiven bir çeşit eğik düzlemdir.
Eğik düzlemlerde her zaman kuvvetten kazanç vardır.
Maşada
kuvvet
kolu daha kısa olduğundan kesinlikle kuvvetten kazanç yoktur.
Fındık kıracağında
kuvvet kolu daha
uzun olduğundan
her zaman kuvvetten kazanç vardır.
kuvvet
yük
destek
Buna göre vida adımı;
F · 2rb = P · a
h=N·a
h=3·
kuvvet
destek
yük
Yanıt B dir.
2rb = 18 · a
1
b
3
olur. Vida 3 tur döndürülürse vidanın ilerleme miktarı;
kuvvet
yük
P
=
kuvvet
F
olarak tanımlanır. Ayrıca vidada F kuvvetinin yaptığı iş direnç kuvvetinin yaptığı işe eşittir.
kuvvet
Bir basit makinede kuvvet kazancı;
a=
1
b = b bulunur.
3
Yanıt C dir.
2
BASİT MAKİNELER
7.
yük
oranına kuvvet kazankuvvet
cı denir. Bu nedenle I. öncül doğrudur.
5. Basit makinelerde
kuvvet
yük
İdeal bir basit makinede verim %100 kabul edilir.
Aslında sürtünmelerden dolayı hiçbir basit makinenin verimi % 100 olamaz. II. öncül doğrudur.
el arabası
destek
İş prensibine göre bir basit makinede yoldan kazanç varsa aynı oranda kuvvetten kayıp vardır. III.
öncül yanlıştır.
Yanıt C dir.
(II)
Soru kısmındaki şekillerde verilen basit makinelerden yalnızca el arabasında, kuvvetin yönü yanlış
verilmiştir. Kuvvetin yönü yukarı doğru olmalıdır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt D dir.
6.
F
P
,
8.
h
X
2
10 N
Eğik düzlemde;
Kuvvet x Kuvvet yolu = Yük x yük yolu
P=
30
X
2
N
3m
1m
X
F·,=P·h
bağıntısı vardır. Buna göre, kuvvet kazançları arasındaki ilişki;
Şekil I için;
Şekil II için;
Şekil III için;
II > I = III
2,
,
=
2h
h
4,
,
=4
h
h
,
h
bulunur.
Yanıt D dir.
Eğik düzlemler dengede ise kuvvet kazancı
,
h
olur. Bu nedenle 30 N luk ağırlığın bağlı olduğu ipte
30
gerilme kuvveti
= 10 N olur. Sağdaki hareketli
3
makarada kuvvet kazancı 2 olduğundan, her bir ipe
X
X
ağırlığı düşer.
ve 10 N aynı ip üzerinde oldu2
2
ğundan;
X
= 10
2
& X = 20 N bulunur.
Yanıt C dir.
3
BASİT MAKİNELER
9. Bir basit makinede kuvvetten kaç kat kazanılıyorsa
yoldan da o kadar kayıp vardır.
A seçeneğinde bir sabit makara oldu-
ğundan kuvvetten kazanç veya yoldan
kayıp yoktur.
0
10 N
20 N
30 N
Yanıt E dir.
B seçeneğinde eğik düz-
lemde kuvvetten kazanç
ve yoldan kayıp 2 dir.
2h
C seçeneğinde bir hareketli bir de
sabit makara olduğundan kuvvetten kazanç ve yoldan kayıp 2 dir.
D seçeneğinde iki tane hareketli
makara olduğundan toplam kuvvet kazancı 2 · 2 = 4 tür. Bu düzenekte yoldan kayıp da 4 olur. Bu
nedenle yükün 1 m yükselmesi
için kuvvetin uygulandığı ipi 4 m
çekmek gerekir.
E seçeneğinde 2 tane sabit
makara olup kuvvetten kazanç
veya yoldan kayıp yoktur.
h
Nihat Bilgin Yayıncılık©
11.Verilen aletlerden yalnızca dinamo-
metre basit makine değildir. Dinamometre kuvvet ölçmek için kullanılan
bir alettir.
12.
F1 F2
2
2
F1
2
F1
2
Yanıt D dir.
F2
2
F2
2
F2
F1
F2
F2
10.
40 N
P
40 N
destek
F
80 N
Dengede olan sistemler için aşağı yönlü olan kuvvetler ve yukarı yönde olan kuvvetler birbirine eşittir. İplerdeki gerilme kuvvetleri şekildeki gibi gösterilirse;
Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu
prensibinden;
F1
F · 2 = 40 · 2
2
F = 40 N bulunur.
Yanıt B dir.
F1
F2
=
F2
2
= 1 bulunur .
4
BASİT MAKİNELER
Yanıt D dir.
14.
K
N
13.Kaldıraçlarda sistem dengede ise;
M
Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu
bağıntısı geçerlidir.
F1 · 5 = P · 2
4r
2r
3r
4 tur
2 tur
F1
P
2
F1 = P
5
4 tur
3
1 tur
İpteki gerilme kuvvetleri
şekildeki gibi gösterilirse;
F2 =
L
r
P
4
P
4
P
2
1
P
4
F2
P
2
K dişlisi ok yönünde 1 tur döndürülürse L dişlisi
ters yönde 4 tur döner. M dişlisi de ok yönünde 2
tur döner. N dişlisi ise ters yönde;
nK · rK = nN · rN
1 · 4r = nN · 3r
P
4
tur
3
döner. Buna göre dişlilerin tur sayıları arasındaki
ilişki, L > M > N olur.
nN =
İpteki gerilme kuvvetleri
şekildeki gibi gösterilirse;
F3 =
P
2
P
2
1
P
2
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt E dir.
F3
P
Kuvvet x Kuvvet yolu = Yük x Yük yolu
F4 · 3, = P · ,
F4 =
P
F4
2F5 · 3, = P · ,
1
F5 = P
6
F5
15. 1 devir
1 devir
4
F5
4r
F5
P
3,
,
3,
1
P olur.
3
,
r
F5
Bu durumda F5 kuvveti en küçüktür.
Yanıt E dir.
r yarıçaplı dişli 1 tam devir yapınca 4r yarıçaplı
1
dişli şekildeki gibi ters yönde
devir yapar.
4
Yanıt C dir.
BASİT MAKİNELER
16.Basit makinelerde kuvvet kazancı;
kuvvet kolu
y ü k kolu
bağıntısı ile bulunur.
F
kuvvet F
kolu
yük
yük
kolu
kuvvet
kolu
yük
kolu
F
F
yük
yük
yük
kolu
kolu
Verilen basit makinelerin hepsinde kuvvet kolu
yük kolundan daha uzundur. Bu nedenle hepsi
kuvvetten kazanç sağlar.
Yanıt C dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
kuvvet
5
6
BASİT MAKİNELER
3.
Test 2'nin Çözümleri
F2
F1
1.
F
P
,
3,
3P
2P
Basit makinelerde;
Yük
Kuvvet kolu
=
Kuvvet kazancı =
Kuvvet
Y ü k kolu
bağıntısı ile bulunur. Buna göre, kuvvet kolu ve yük
kolu değişmediği için kuvvet kazancı değişmez.
Basit makinelerde kuvvet kazancı,
rak verilir. Buna göre;
Yük
Kuvvet
ola-
3P
2P
=
F1
F2
Yanıt E dir.
F1
F2
=
2
3
bulunur .
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt E dir.
2.
M
P
K
Kaldıraç sisteminde dönme noktası destektir. Buna
göre meşrubat açacağının M noktası destek noktasıdır. Bu sistemde kuvvet K noktasından uygulanmaktadır. Bu durumda L noktası da yükü temsil etmektedir.
Yanıt A dır.
F2
P
L
v = sabit
F1
K
v = sabit
4.
L
F3
P
M
Sabit makaralarda yükü dengeleyen kuvvet, yükün
ağırlığına eşittir. Ayrıca bir cisim, duruyorsa veya
sabit hızla gidiyorsa dengededir. Yani K, L, M cisimleri hepsi dengede olduğu için bu cisimleri dengeleyen kuvvetler eşittir.
Yanıt A dır.
7
BASİT MAKİNELER
5.
7.
F
O
O
F
P
F = 30 N
P
I
II
30 N
F
F
P
P
O
F kuvveti 30 N olduğuna göre, F kuvvetinin uyguladığı ipin her noktasındaki gerilme kuvvetinin büyüklüğü de 30 N dur.
Bu durumda F yüküne uygulanan kuvvetler şekildeki gibi gösterilebilir. Buna göre;
P = 30 + 30 + 30
P = 90 N
bulunur.
F
P
III
O
IV
Basit makinelerde kuvvet yükten daha küçükse
kuvvet kazancı vardır. Kuvvetin yükten daha küçük
olabilmesi için kuvvet kolunun yük kolundan daha
uzun olması gerekir.
Şekilde verilen basit makinelerden sadece el arabasında kuvvet kolu yük kolundan daha uzundur.
Yanıt C dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt B dir.
8.
4r
r
T
6.
N
A
M
4r
3r
K
300 N
L
30 kg kütleli cisme uygulanan yerçekimi kuvveti
300 N olup sisteme etki eden kuvvetler şekildeki
gibidir.
Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu
P
K
M dişlisi ok yönünde dönünce N dişlisi de şekildeki gibi ters yönde döner.
Dişlilerin çizgisel hızları eşit olduğu için L cismi ne
kadar yükselirse K cismi de o kadar yükselir. Bu
nedenle aralarındaki düşey uzaklık sıfır olur.
Yanıt A dır.
300 · 4r = T · r
T = 1200 N
bulunur. Aynı prensibi çubuğa uygularsak;
T·3=P·2
1200 · 3 = P · 2
P = 1800 N bulunur.
Yanıt E dir.
8
BASİT MAKİNELER
9.
11.Sistem dengede olduğuna göre, dinamometrenin yukarı doğru uyguladığı kuvvet, cisimlerin
ağırlıkları olan aşağı
doğru kuvvetlerin toplamına eşittir. Buna göre,
dinamometrenin gösterdiği değer;
F3
F2
F4
F1
G
G
G
I
G
II
III
IV
• Şekil I ve Şekil II de birer hareketli makara olduğundan kuvvet kazancı 2 dir. Bu nedenle;
G
F1 = F2 =
olur.
2
• Şekil III te iki tane hareketli makara olduğundan
kuvvet kazancı 2 · 2 = 4 tür. Bu nedenle;
G
F3 =
olur.
4
• Şekil IV teki iki makarada sabit makara olduğundan kuvvet kazancı yoktur. Bu nedenle;
dinamometre
K
L
G + G = 2G dir.
G
G
Yanıt B dir.
F4 = P dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt A dır.
10.
2r
r
G
G
G
G
D1
D2
Şekil I
Şekil II
12.
F
G
2h
h
D3
G
a
2h
h
a
Şekil III
Şekil I ve Şekil II de dinamometre olmasa da denge
bozulmaz. Bu nedenle D1 ve D2 dinamometreleri
sıfır değerini gösterir.
Şekil III te kuvvet yolu, yük yolunun iki katıdır. Bu
G
nedenle D3 =
dir.
2
Yanıt E dir.
Hareketli makaradan dolayı kuvvet kazancı 2, eğik
düzlemden dolayı da kuvvet kazancı 2 dir. Sistemdeki toplam kuvvet kazancı 2 · 2 = 4 olur. Bu nedenle yoldan kayıp da 4 olur.
F kuvvetinin uygulandığı ip 12 metre çekilirse G
yükü eğik düzlem üzerinde 3 metre yükselir.
Yant B dir.
BASİT MAKİNELER
13.K makarası hareketli maka-
ra olduğundan kuvvetten 2
kere kazanç sağlar. I öncül
doğrudur.
9
15.
L
L makarası sabit makara olduğundan kuvvet kazancı sağlamaz. Ancak kuvvetin
doğrultusunu değiştirir. II. öncül doğrudur.
F
K
G
Sistemde toplam kuvvet kazancı 2 olduğundan yoldan kayıp da 2 olur. F kuvvetinin uygulandığı ip 4 metre çekilirse G yükü 2
metre yükselir. III. öncül yanlıştır.
Yanıt C dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt D dir.
14.
K
L
M
Kuvvetin dönme noktasına uzaklığına kuvvet kolu
denir. Buna göre K ile gösterilen kısım kuvvet koludur. I. öncül doğrudur.
Dişliler döndürme etkisini aktaran düzeneklerdir. Bu
nedenle L ile gösterilen kısım dişlidir. II. öncül doğrudur.
El matkabında M ile gösterilen kısım vidadır. III.
öncül de doğrudur.
Yanıt E dir.
Verilen bisiklette dişli, çark ve çıkrık kullanılmış, palanga ise kullanılmamıştır.