Tork

1. Yukarıda tanımı verilen büyüklük, kapı açmaktan somun sıkmaya kadar pek çok günlük işi açıklar. Bu büyüklüğün adı nedir?

• A) Tork
• B) İvme
• C) Momentum
• D) İş
• E) Güç

Doğru cevap: A — Kuvvetin döndürme etkisine tork (moment) denir. Birimi N × m’dir.

1. Tanımda "döndürme etkisi" geçiyor.
2. Bu etkiyi ölçen büyüklük torktur.
3. Birimi N × m’dir.

2. Bir cıvata anahtarının ucuna, sapa dik olacak biçimde 20 N’luk kuvvet uygulanmaktadır. Kuvvetin uygulandığı nokta dönme ekseninden 0,4 m uzaktadır. Oluşan tork kaç N × m’dir?

\tau = F \cdot d

• A) 4
• B) 6
• C) 8
• D) 10
• E) 50

Doğru cevap: C — Kuvvet moment koluna dik olduğunda tork doğrudan kuvvet ile uzaklığın çarpımıdır.

1. Kuvvet sapa dik, yani moment kolu tam 0,4 m.
2. $\tau = F \cdot d = 20 \cdot 0{,}4$
3. $\tau = 8$ N × m

3. Tork hesabında kullanılan "moment kolu" büyüklüğü tanımlanmaktadır. Bu büyüklük neyi ifade eder?

• A) Kuvvetin büyüklüğünü
• B) Cismin kütlesini
• C) Dönme hızını
• D) Cismin ağırlığını
• E) Dönme ekseninin kuvvet doğrultusuna olan dik uzaklığını

Doğru cevap: E — Moment kolu, eksenden kuvvetin doğrultusuna indirilen dikmenin uzunluğudur; kuvvetin uygulandığı noktaya olan uzaklık değildir.

1. Tork, kuvvet ile moment kolunun çarpımıdır.
2. Moment kolu bir uzaklıktır.
3. Eksenden kuvvet doğrultusuna dik uzaklıktır.

4. Uzunluğu 0,6 m olan bir kolun ucuna, kolla 30° açı yapacak biçimde 50 N’luk kuvvet uygulanmaktadır. Oluşan tork kaç N × m’dir?

\tau = F \cdot d \cdot \sin\theta

• A) 10
• B) 15
• C) 25
• D) 30
• E) 60

Doğru cevap: B — Kuvvetin yalnız kola dik bileşeni döndürür; bu bileşen $F\sin\theta$ kadardır.

1. $\tau = F \cdot d \cdot \sin\theta$
2. $\tau = 50 \cdot 0{,}6 \cdot \sin 30° = 50 \cdot 0{,}6 \cdot 0{,}5$
3. $\tau = 15$ N × m

5. Bir cisme uygulanan kuvvetin doğrultusu dönme ekseninden geçmektedir. Bu kuvvetin oluşturduğu tork için ne söylenir?

doğrultu eksenden geçerse \tau = 0

• A) En büyüktür
• B) Kuvvetin yarısı kadardır
• C) Kuvvete eşittir
• D) Sıfırdır
• E) Belirlenemez

Doğru cevap: D — Doğrultu eksenden geçiyorsa moment kolu sıfırdır; $\tau = F \cdot 0 = 0$. Kapıyı menteşesinden itmek bu yüzden işe yaramaz.

1. Moment kolu, eksenin kuvvet doğrultusuna dik uzaklığıdır.
2. Doğrultu eksenden geçiyorsa bu uzaklık sıfır.
3. Tork da sıfır olur.

6. Kapı kollarının menteşelere yakın değil, kapının uzak kenarına yerleştirildiği görülmektedir. Bu tasarımın fiziksel gerekçesi nedir?

• A) Kapının hafiflemesi
• B) Kuvvetin büyümesi
• C) Moment kolunun uzaması ve aynı kuvvetle daha büyük tork elde edilmesi
• D) Sürtünmenin azalması
• E) Kapının kalınlaşması

Doğru cevap: C — Tork moment koluyla doğru orantılıdır; kol uzadıkça aynı kuvvet daha büyük döndürme etkisi yaratır.

1. $\tau = F \cdot d$
2. Kuvvet aynı kalırken $d$ büyütülüyor.
3. Tork büyür, kapı daha kolay açılır.

7. Sıkışmış bir somunu sökemeyen bir usta, anahtarın sapına boru geçirerek sapı uzatmaktadır. Bu yöntemin işe yaramasının nedeni nedir?

• A) Moment kolunun uzaması ve aynı kuvvetle daha büyük tork oluşması
• B) Somunun ısınması
• C) Kuvvetin kendiliğinden artması
• D) Anahtarın ağırlaşması
• E) Sürtünmenin yok olması

Doğru cevap: A — Boru kuvveti artırmaz; uygulama noktasını eksenden uzaklaştırır. Tork moment koluyla doğru orantılı olduğu için aynı kuvvet daha büyük tork üretir.

1. Boru sapı uzatır, yani $d$ büyür.
2. $\tau = F \cdot d$ bağıntısında $F$ aynı.
3. Tork büyür, somun döner.

8. Bir tahterevallinin sol ucuna, destek noktasından 0,2 m uzağa 30 N’luk yük asılmıştır. Sağ tarafta destekten 0,6 m uzağa asılan yük dengeyi sağlamaktadır. Bu yükün ağırlığı kaç N’dur?

• A) 6
• B) 15
• C) 20
• D) 10
• E) 90

Doğru cevap: D — Dönme dengesinde saat yönü ve tersi torklar eşittir: $30 \cdot 0{,}2 = F \cdot 0{,}6$.

1. Sol tork: $30 \cdot 0{,}2 = 6$ N × m
2. Sağ tork: $F \cdot 0{,}6$
3. Eşitlik: $F = 6 / 0{,}6 = 10$ N

9. Bir öğrenci tork hesabının sonucunu birimiyle yazmak istemektedir. Torkun SI birimi hangisidir?

• A) J
• B) W
• C) kg × m/s
• D) N/m
• E) N × m

Doğru cevap: E — Tork kuvvet ile uzaklığın çarpımıdır, birimi N × m’dir. Sayısal olarak jouleye benzer ama tork enerji değildir; bu yüzden joule yazılmaz.

1. $\tau = F \cdot d$
2. Kuvvet N, uzaklık m.
3. Birim N × m’dir.

10. Tabloda aynı çubuğa uygulanan üç kuvvet ve moment kolları verilmiştir. Oluşan torkların büyükten küçüğe sıralaması nasıldır?

• A) K > L > M
• B) M > K > L
• C) L > M > K
• D) K = L = M
• E) L > K > M

Doğru cevap: B — Torklar sırasıyla 6, 4 ve 6 N × m’dir. K ile M eşit çıkmaz: K = 10 × 0,6 = 6, L = 20 × 0,2 = 4, M = 15 × 0,4 = 6.

1. K: $10 \cdot 0{,}6 = 6$ N × m
2. L: $20 \cdot 0{,}2 = 4$ N × m, M: $15 \cdot 0{,}4 = 6$ N × m
3. M ve K eşit, ikisi de L’den büyük → M > K > L sıralaması bu eşitliği koruyan tek seçenektir.

11. Bir bisikletçi yokuş çıkarken pedala, pedal kolu yatay konumdayken basmaktadır. Bu tercihin nedeni nedir?

• A) Pedalın hafiflemesi
• B) Zincirin gerilmesi
• C) Tekerleğin büyümesi
• D) Sürtünmenin artması
• E) Kuvvetin kola dik olduğu ve torkun en büyük değerini aldığı konum olması

Doğru cevap: E — Basma kuvveti düşey; kol yatayken kuvvet kola diktir ve $\sin 90° = 1$ olur. Kol düşeyken kuvvet doğrultusu eksenden geçer, tork sıfırdır.

1. $\tau = F \cdot d \cdot \sin\theta$
2. Kol yatay, kuvvet düşey → $\theta = 90°$
3. $\sin 90° = 1$, tork en büyük değerdedir.

12. Bir çubuğa aynı anda saat yönünde 12 N × m, saat yönünün tersinde 20 N × m tork uygulanmaktadır. Net tork ne kadardır ve hangi yöndedir?

\tau_{net} = |\tau_1 - \tau_2|

• A) 32 N × m, saat yönünde
• B) 32 N × m, saat yönünün tersinde
• C) 8 N × m, saat yönünde
• D) 8 N × m, saat yönünün tersinde
• E) 0

Doğru cevap: D — Tork vektöreldir; zıt yönlü torklar çıkarılır ve sonuç büyük olanın yönündedir.

1. Zıt yönlü torklar birbirini azaltır.
2. $20 - 12 = 8$ N × m
3. Büyük olan saat yönünün tersinde olduğu için net tork o yöndedir.

13. Grafikte sabit bir kuvvet için torkun moment koluna göre değişimi verilmiştir. Grafiğin eğiminden okunan büyüklük nedir?

• A) Cismin kütlesi
• B) Uygulanan kuvvet
• C) Dönme hızı
• D) Cismin ağırlığı
• E) Açısal ivme

Doğru cevap: B — $\tau = F \cdot d$ bağıntısında $\tau$ ile $d$ doğru orantılıdır; doğrunun eğimi $F$’dir. Buradaki eğim 5, yani kuvvet 5 N’dur.

1. $\tau = F \cdot d$ bir doğru denklemidir.
2. Eğim, $\tau$’nun $d$’ye oranıdır.
3. Bu oran kuvvete eşittir.

14. Bir kapıyı iterken kuvvetin kapı yüzeyine dik uygulanması önerilmektedir. Bu önerinin gerekçesi nedir?

• A) Dik uygulamada moment kolunun en büyük değerini alması
• B) Kapının hafiflemesi
• C) Menteşenin ısınması
• D) Kuvvetin büyümesi
• E) Sürtünmenin yok olması

Doğru cevap: A — Eğik itmede kuvvetin bir bileşeni kapıyı menteşeye doğru bastırır ve döndürmeye katkı vermez; yalnız dik bileşen tork üretir.

1. $\tau = F \cdot d \cdot \sin\theta$
2. Dik itmede $\theta = 90°$ ve $\sin\theta = 1$.
3. Tork en büyük değerini alır.

15. Bir çubuğun ortasındaki eksene göre, sol uçtan 0,5 m uzağa aşağı doğru 8 N, sağ uçtan 0,3 m uzağa aşağı doğru 20 N kuvvet uygulanmaktadır. Net tork kaç N × m’dir?

• A) 10
• B) 4
• C) 2
• D) 6
• E) 14

Doğru cevap: C — Solda aşağı kuvvet çubuğu bir yöne, sağda aşağı kuvvet ters yöne döndürür; torklar çıkarılır.

1. Sol tork: $8 \cdot 0{,}5 = 4$ N × m
2. Sağ tork: $20 \cdot 0{,}3 = 6$ N × m
3. Zıt yönlü: $6 - 4 = 2$ N × m

16. Sabit bir eksen etrafında dönebilen bir cisme etki eden net tork sıfırdır. Bu cismin dönme hareketi için ne söylenir?

• A) Kesinlikle durmaktadır
• B) Açısal hızı sabittir; duruyorsa durmayı, dönüyorsa aynı hızla dönmeyi sürdürür
• C) Sürekli hızlanmaktadır
• D) Sürekli yavaşlamaktadır
• E) Yönü sürekli değişmektedir

Doğru cevap: B — Net tork açısal ivmenin nedenidir. Sıfır net tork açısal ivmenin sıfır olması demektir; hız sabit kalır, sıfır olmak zorunda değildir.

1. Net tork açısal ivme üretir.
2. Net tork sıfırsa açısal ivme de sıfırdır.
3. Açısal hız değişmez, sabit kalır.

17. Kalın bir teli kesmek için kullanılan pensin saplarının uzun, ağızlarının kısa yapıldığı görülmektedir. Bu tasarımın nedeni nedir?

• A) Pensin hafiflemesi
• B) Telin ısınması
• C) Ağzın körelmesini önlemek
• D) Sapın esnemesini sağlamak
• E) Sapta uzun moment koluyla üretilen büyük torkun, ağızda kısa kolla büyük kuvvete dönüşmesi

Doğru cevap: E — Aynı tork, kısa moment kolunda daha büyük kuvvet demektir: $F = \tau / d$. Uzun sap büyük tork üretir, kısa ağız onu büyük kesme kuvvetine çevirir.

1. Elin uyguladığı kuvvet uzun sapta büyük tork üretir.
2. Aynı tork ağıza aktarılır.
3. $F = \tau / d$; $d$ küçük olduğu için kuvvet büyür.

18. Bir çubuğa uygulanan kuvvet iki katına çıkarılırken oluşan torkun değişmemesi istenmektedir. Bunun için moment koluna ne yapılmalıdır?

F_1 d_1 = F_2 d_2

• A) İki katına çıkarılmalıdır
• B) Dört katına çıkarılmalıdır
• C) Yarıya indirilmelidir
• D) Değiştirilmemelidir
• E) Dörtte birine indirilmelidir

Doğru cevap: C — Tork kuvvet ile moment kolunun çarpımıdır; çarpımın sabit kalması için biri iki katına çıkarken diğeri yarıya inmelidir.

1. $\tau = F \cdot d$ sabit tutulacak.
2. $F$ iki katına çıkıyor.
3. $d$ yarıya inmelidir.

19. Bir öğrenci torkun moment koluna bağlılığını incelemek istemektedir. Bu deneyde sabit tutması gereken değişken hangisidir?

• A) Moment kolu
• B) Çubuğun rengi
• C) Ölçüm saati
• D) Uygulanan kuvvetin büyüklüğü ve doğrultusu
• E) Odanın sıcaklığı

Doğru cevap: D — Değiştirilen değişken moment kolu, ölçülen tork; farkın yalnız moment kolundan geldiğini söyleyebilmek için kuvvet sabit tutulmalıdır.

1. Bağımsız değişken moment kolu.
2. Bağımlı değişken tork.
3. Kuvvet kontrol değişkenidir, sabit tutulur.

20. Tork, kuvvet ile moment kolunun çarpımına eşittir; moment kolu eksenin kuvvet doğrultusuna dik uzaklığıdır ve tork vektörel bir büyüklüktür. Bu bilgiye dayanarak aşağıdakilerden hangisi söylenemez?

• A) Torkun birimi N × m’dir, sayısal olarak jouleye benzese de tork bir enerji türüdür.
• B) Doğrultusu eksenden geçen kuvvetin torku sıfırdır.
• C) Zıt yönlü torklar birbirini azaltır.
• D) Aynı kuvvet uzun kolla daha büyük tork üretir.
• E) Kuvvetin yalnız kola dik bileşeni tork üretir.

Doğru cevap: A — Tork ile enerjinin birimleri boyutça aynı görünür ama tork bir enerji değildir; verilen bilgide torkun enerji olduğuna dair hiçbir ifade yoktur. Diğer dört yargı bağıntıdan doğrudan çıkar.

1. Bilgi torku bir döndürme etkisi olarak tanımlıyor.
2. Enerji ile ilgili bir yargı içermiyor.
3. Bu yüzden "tork bir enerji türüdür" söylenemez.