Test 1`in Çözümleri Basit Makineler Test Çözümleri

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
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.
a
tahta
zemin
Bir basit makinede kuvvet kazancı;
yük
P
=
kuvvet
F
olarak tanımlanır. Ayrıca vidada F kuvvetinin yaptığı iş direnç kuvvetinin yaptığı işe eşittir.
kuvvet
yük
destek
kuvvet
kuvvet
Buna göre vida adımı;
F · 2rb = P · a
2rb = 18 · a
1
b
3
olur. Vida 3 tur döndürülürse vidanın ilerleme miktarı;
h=N·a
h=3·
destek
yük
kuvvet
Yanıt B dir.
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
F · , = P · h
bağıntısı vardır. Buna göre, kuvvet kazançları arasındaki ilişki;
Şekil I için;
Şekil II için;
Şekil III için;
P=
,
Yanıt D dir.
N
3m
1m
X
2,
,
=
2h
h
4,
,
=4
h
h
h
II > I = III bulunur.
30
X
2
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 F 2
2
2
F1
2
F1
2
F2
2
F2
2
F2
Yanıt D dir.
F1
F2
F2
10.
P
40 N
40 N
destek
F
80 N
Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu
prensibinden;
F · 2 = 40 · 2
F = 40 N bulunur.
F1
Yanıt B dir.
Dengede olan sistemler için aşağı yönlü olan kuvvetler ve yukarı yönde olan kuvvetler birbirine eşittir. İplerdeki gerilme kuvvetleri şekildeki gibi gösterilirse;
2
F1
F2
=
F2
2
= 1 bulunur .
Yanıt D dir.
4
BASİT MAKİNELER
13.Kaldıraçlarda sistem dengede ise;
14.
Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu
bağıntısı geçerlidir.
F1 · 5 = P · 2
F1 =
K
N
M
4r
L
r
2r
3r
F1
P
4 tur
2
P
5
2 tur
4 tur
3
1 tur
İpteki gerilme kuvvetleri
şekildeki gibi gösterilirse;
F2 =
P
4
P
4
P
2
1
P
4
F2
nK · rK = nN · rN
P
2
P
2
P
2
1
P
2
F3
P
Kuvvet x Kuvvet yolu = Yük x Yük yolu
F4 · 3, = P · ,
F4 =
2F5 · 3, = P · ,
1
F5 = P
6
P
4
tur
3
döner. Buna göre dişlilerin tur sayıları arasındaki
ilişki, L > M > N olur.
nN =
F4
1
P olur.
3
,
3,
F5
F5
F5
P
3,
Yanıt E dir.
İpteki gerilme kuvvetleri
şekildeki gibi gösterilirse;
F3 =
1 · 4r = nN · 3r
Nihat Bilgin Yayıncılık©
P
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;
,
15. 1 devir
1 devir
4
F5
4r
r
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
Verilen basit makinelerin hepsinde kuvvet kolu
yük kolundan daha uzundur. Bu nedenle hepsi
kuvvetten kazanç sağlar.
Yanıt C dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
kolu
kuvvet
5
6
BASİT MAKİNELER
3.
Test 2'nin Çözümleri
F1
1.
F2
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.
Yanıt E dir.
Yük
Basit makinelerde kuvvet kazancı, Kuvvet
rak verilir. Buna göre;
ola-
3P
2P
=
F1
F2
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.
F1
P
L
F2
v = sabit
K
v = sabit
4.
L
P
F3
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
II
I
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
O
III
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.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt C dir.
Yanıt B dir.
8.
4r
r
T
6.
N
A
M
K
4r
3r
K
P
300 N
L
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.
30 kg kütleli cisme uygulanan yerçekimi kuvveti 300 N olup sisteme etki eden kuvvetler şekildeki
gibidir.
Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu
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.
F3
2r
F2
r
F4
F1
G
G
G
G
G
I
II
III
IV
D1
• 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;
G
G
G
D2
Şekil I
Şekil II
G
2h
h
D3
a
Şekil III
F4 = P dir.
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.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt A dır.
12.
10.Sistem dengede olduğuna göre, dinamometrenin yukarı doğru uyguladığı kuvvet, cisimlerin
ağırlıkları olan aşağı
doğru kuvvetlerin toplamına eşittir. Buna göre,
dinamometrenin gösterdiği değer;
dinamometre
F
G
K
2h
h
L
a
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.
G + G = 2G dir.
G
G
Yanıt B dir.
BASİT MAKİNELER
3.
Test 3'ün Çözümleri
1. K makarası hareketli maka-
ra olduğundan kuvvetten 2 kere kazanç sağlar. I öncül
doğrudur.
9
L makarası sabit makara olduğundan kuvvet kazancı
sağlamaz. Ancak kuvvetin
doğrultusunu değiştirir. II. öncül doğrudur.
L
F
K
Verilen bisiklette dişli, çark ve çıkrık kullanılmış, palanga ise kullanılmamıştır.
G
Yanıt C dir.
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.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
Yanıt D dir.
4.
2.
K
F1
L
M
F2
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.
F3
1. düzenekte kuvvet kolu en uzun, 3. düzenekte en
kısadır.
Bu nedenle F3 > F2 > F1 olur.
Yanıt D dir.
10
BASİT MAKİNELER
5.
6.
R
1. levha
B
r
L
A
tokmak
2. levha
K
A
X
destek
1. levha
tokmak
r
R
B
2. levha
G
Düzenekte kuvvet kazancını artırmak için kaldıraçta
kuvvet kolu uzatılabilir. Yani ip K noktasından alınıp
L noktasına bağlanırsa kuvvetten kazanç sağlanır.
R
Şekildeki düzenekte r oranı kuvvet kazancını verir. R büyütülürse kuvvet kazancı artar.
Yanıt E dir.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
A
F
Tokmağın bir ucu dişlilerin bulunduğu tarafta diğer
ucu levhaların bulunduğu taraftadır. Tokmağın A
ucundan bir diş geçtiğinde B ucu bir üst levhaya bir
de alt levhaya vurarak iki ses çıkarır. Yani bir diş
geçişi iki vuruşa (sese) karşılık gelir.
8 dişli çark bir tam devir yaptığında 16 vuruş gerçekleşir. 80 vuruş için çarkın 5 devir yapması gerekir.
Yanıt B dir.
7.
Z
F
G
Y
X
3h
2h
h
K
Sürtünmesiz eğik düzlem üzerinde F kuvvetiyle
dengelenen G ağırlıklı cisim, diğer noktalarda da F
kuvveti ile dengelenir.
Yanıt A dır.
BASİT MAKİNELER
8.
11
10.3G ağırlığındaki cismin X = G ile dengelenmesi
için kuvvet kazancının 3 olduğu düzenek seçilmelidir.
X
3 ip
Basit makinelerin hiçbir çeşidinde iş ve enerjiden
kazanç sağlanmaz.
Genellikle basit makineler kuvvetten kazanç sağlamak veya iş yapma kolaylığı sağlamak amacıyla
kullanılır.
Sorumuzda verilen eğik düzlem, tornavida ve çıkrığı kullanmaktaki ortak yarar, kuvvetten kazanç sağlamaktır.
Nihat Bilgin Yayıncılık©
kamyon
yük
5,
h
Eğik düzlemlerde yoldan kayıp miktarı kadar kuvvetten kazanç sağlanır.
Buna göre, kolileri h yüksekliğine çıkarmak için 5,
yolu izlenirse kuvvetten en fazla kazanç sağlanır.
Yanıt E dir.
3G
Şekilde gösterilen düzenekte yük, 3 ipe bindiği için
kuvvet kazancı 3 tür.
Yanıt A dır.
Yanıt B dir.
9.