Basit Makineler

1. Şekildeki kaldıraç dengede olduğuna göre yük kolu 2 birim, kuvvet kolu 6 birimdir. Uygulanan F kuvveti kaç newtondur?

• A) 30 N
• B) 60 N
• C) 180 N
• D) 270 N

Doğru cevap: A — Denge koşulu yük × yük kolu = kuvvet × kuvvet koludur: 90 × 2 = F × 6, buradan F = 30 N bulunur.

1. Kaldıraç dengedeyse iki taraftaki döndürme etkileri eşittir.
2. Sol taraf: 90 N × 2 birim = 180 birim.
3. Sağ taraf: F × 6 birim olmalıdır.
4. F × 6 = 180 eşitliğinden F = 30 N bulunur.

2. Kartlarda kaldıraç ilkesiyle çalışan dört araç verilmiştir. Bunlardan hangi ikisinde destek noktası yük ile kuvvetin arasındadır?

• A) I ve II
• B) I ve III
• C) II ve IV
• D) III ve IV

Doğru cevap: B — Makasta ve tahterevallide destek ortadadır; el arabasında yük, cımbızda kuvvet ortadadır.

1. Kaldıraçlar destek, yük ve kuvvetin sırasına göre ayrılır.
2. Makasta vidanın bulunduğu destek tam ortadadır.
3. Tahterevallinin desteği de iki oturağın arasındadır.
4. El arabasında yük, cımbızda ise kuvvet ortada kalır.

3. Şekildeki düzenekte yük, tavana asılı sabit bir makara yardımıyla kaldırılmaktadır. Sabit makaranın bu düzenekte sağladığı yarar hangisidir?

• A) Kuvvetten kazanç sağlar; uygulanan kuvvet yükün yarısı kadar olur.
• B) İşten kazanç sağlar; yapılan toplam iş azalır.
• C) Kuvvetin yönünü değiştirir, kuvvetten kazanç sağlamaz.
• D) Hem kuvvetin yönünü değiştirir hem de kuvveti yarıya indirir.

Doğru cevap: C — Sabit makarada kuvvet kolu ile yük kolu eşittir; kuvvet yüke eşit kalır, yalnızca yön aşağı doğru döner.

1. Sabit makarada makaranın merkezi destek noktasıdır.
2. Yük kolu ile kuvvet kolu makaranın yarıçapına eşittir.
3. Eşit kollarda uygulanan kuvvet yüke eşittir.
4. Kazanç yalnızca kuvveti aşağı doğru uygulayabilme kolaylığıdır.

4. Şekilde ağırlığı 200 N olan bir yük tek hareketli makarayla kaldırılmaktadır. Sürtünmeler ve makaranın ağırlığı önemsenmediğine göre uygulanması gereken F kuvveti kaç newtondur?

• A) 50 N
• B) 100 N
• C) 200 N
• D) 400 N

Doğru cevap: B — Hareketli makarada yükü iki ip taşır; her ipe yükün yarısı düşer, F = 200 ÷ 2 = 100 N olur.

1. Hareketli makarada yük, makarayla birlikte yukarı çıkar.
2. Yükün ağırlığını iki ip kolu birlikte taşır.
3. Her ipe düşen kuvvet yükün yarısıdır.
4. 200 ÷ 2 = 100 N kuvvet uygulanması yeterlidir.

5. Tabloda aynı yükü kaldırmak için kurulan palangalarda hareketli makara sayısına göre uygulanan kuvvetler verilmiştir. Soru işareti yerine hangi değer gelmelidir?

• A) 200 N
• B) 100 N
• C) 25 N
• D) 50 N

Doğru cevap: D — Her hareketli makara kuvveti yarıya indirir: 400 → 200 → 100 → 50 N.

1. Bir hareketli makarada kuvvet 400'ün yarısı olan 200 N'dir.
2. İki hareketli makarada bu değerin yarısı, 100 N ölçülmüştür.
3. Üç hareketli makarada kuvvet yine yarıya iner.
4. 100 ÷ 2 = 50 N bulunur.

6. Ağırlığı 400 N olan bir sandık, uzunluğu 8 m ve yüksekliği 2 m olan eğik düzlem üzerinden yukarı çıkarılmaktadır. Sürtünmeler önemsenmediğine göre uygulanacak F kuvveti kaç newtondur?

• A) 100 N
• B) 200 N
• C) 400 N
• D) 1600 N

Doğru cevap: A — Eğik düzlemde kuvvet × uzunluk = ağırlık × yükseklik olur: F × 8 = 400 × 2, F = 100 N.

1. Eğik düzlemde yapılan iş iki yoldan da eşittir.
2. Doğrudan kaldırma işi: 400 N × 2 m = 800 J.
3. Eğik düzlemde alınan yol 8 m'dir.
4. F × 8 = 800 eşitliğinden F = 100 N bulunur.

7. Şekildeki çıkrıkta silindirin yarıçapı 20 cm, kolun döndürüldüğü çemberin yarıçapı 60 cm'dir. Ağırlığı 300 N olan kovayı kaldırmak için uygulanması gereken kuvvet kaç newtondur?

• A) 300 N
• B) 900 N
• C) 100 N
• D) 60 N

Doğru cevap: C — Çıkrıkta kuvvet × büyük yarıçap = yük × küçük yarıçap olur: F × 60 = 300 × 20, F = 100 N.

1. Çıkrık, dönme merkezi destek olan bir kaldıraç gibi çalışır.
2. Kuvvet kolu 60 cm, yük kolu 20 cm'dir.
3. Denge koşulu: F × 60 = 300 × 20 = 6000.
4. Buradan F = 6000 ÷ 60 = 100 N bulunur.

8. Şekilde birbirine geçmiş K ve L dişli çarkları verilmiştir; K çarkının 20, L çarkının 10 dişi vardır. K çarkı bir tam tur döndürüldüğünde L çarkı ne kadar ve nasıl döner?

• A) 1 tur, K ile aynı yönde
• B) 2 tur, K ile aynı yönde
• C) 1 tur, K'ye ters yönde
• D) 2 tur, K'ye ters yönde

Doğru cevap: D — Birbirine geçmiş çarklar ters yönde döner; K bir turda 20 diş ilerletir, 10 dişli L bunu 2 turda karşılar.

1. Birbirine geçmiş iki dişli daima ters yönlerde döner.
2. K bir tam turda 20 diş kadar hareket aktarır.
3. L çarkının bir turu 10 dişe karşılık gelir.
4. 20 ÷ 10 = 2 olduğundan L iki tur döner.

9. Tabloda aynı yükün iki farklı yolla aynı yüksekliğe çıkarılışına ait ölçümler verilmiştir. Bu iki yöntemde yapılan işler karşılaştırıldığında ne söylenir?

• A) Eğik düzlemde yapılan iş daha azdır.
• B) İki yöntemde de yapılan iş eşittir; basit makineler işten kazanç sağlamaz.
• C) Doğrudan kaldırmada yapılan iş daha azdır.
• D) Verilenlerle iş hesaplanamaz.

Doğru cevap: B — İş, kuvvet ile yolun çarpımıdır: 400 × 2 = 800 J ve 100 × 8 = 800 J. İkisi de eşittir.

1. İş = kuvvet × kuvvet doğrultusunda alınan yol.
2. Doğrudan kaldırmada 400 N × 2 m = 800 joule.
3. Eğik düzlemde 100 N × 8 m = 800 joule.
4. İki değer eşittir; basit makineler kuvvetten kazandırır, işten kazandırmaz.

10. Bir öğrenci kuvvet kolu uzunluğunun uygulanan kuvvete etkisini araştırmak istemektedir. Tablodaki denemelerden hangi ikisinin sonuçlarını karşılaştırması gerekir?

• A) 1 ve 2
• B) 1 ve 3
• C) 2 ve 3
• D) Üç denemenin hepsi

Doğru cevap: A — Yalnızca kuvvet kolu değişmeli, diğer değişkenler sabit kalmalıdır. 1 ve 2. denemelerde yük ve yük kolu aynı, kuvvet kolu farklıdır.

1. Kontrollü deneyde tek bir değişken değiştirilir.
2. Araştırılan değişken kuvvet kolunun uzunluğudur.
3. Öyleyse yük ve yük kolu iki denemede de aynı olmalıdır.
4. 1 ve 2. denemelerde yük 40 N, yük kolu 20 cm iken kuvvet kolu değişmiştir.

11. Karttaki not, basit makinelerle ilgili yaygın bir yanılgı içermektedir. Bu yanılgıyı doğru biçimde düzelten seçenek hangisidir?

• A) Not doğrudur; hareketli makara işten de kazandırır.
• B) Hareketli makara kuvvetten de kazanç sağlamaz.
• C) Hareketli makara yalnızca kuvvetten kazandırır; kuvvet yarıya inerken alınan yol iki katına çıkar, iş değişmez.
• D) Hareketli makara yalnızca kuvvetin yönünü değiştirir.

Doğru cevap: C — Hiçbir basit makine işten kazanç sağlamaz; kuvvet azalırken yol aynı oranda artar ve iş sabit kalır.

1. İş, kuvvet ile alınan yolun çarpımıdır.
2. Hareketli makarada kuvvet yükün yarısına iner.
3. Aynı anda ipin çekilme uzunluğu iki katına çıkar.
4. Çarpım değişmediği için yapılan iş azalmaz.

12. Yükseklik sabit tutulup eğik düzlemin uzunluğu değiştirilerek yapılan ölçümler tabloda verilmiştir. Bu ölçümlerin gösterdiği ilişki hangisidir?

• A) Uzunluk arttıkça uygulanan kuvvet de artmaktadır.
• B) Uzunluk ile kuvvet arasında bir ilişki görülmemektedir.
• C) Uzunluk arttıkça yapılan iş azalmaktadır.
• D) Uzunluk arttıkça uygulanan kuvvet azalır; ikisi ters orantılıdır.

Doğru cevap: D — Uzunluk iki katına çıktığında kuvvet yarıya inmektedir; uzunluk ile kuvvet ters orantılıdır, yapılan iş ise sabittir.

1. 2 m uzunlukta 400 N kuvvet ölçülmüştür.
2. 4 m uzunlukta bu değer 200 N'ye inmiştir.
3. 8 m uzunlukta 100 N okunmuştur.
4. Uzunluk iki katına çıkınca kuvvet yarıya indiğinden ilişki ters orantılıdır.

13. Kartlarda dört farklı araç ya da yapı verilmiştir. Bunlardan hangi ikisi eğik düzlem ilkesiyle çalışır?

• A) I ve III
• B) II ve IV
• C) I ve II
• D) III ve IV

Doğru cevap: A — Vida, bir silindir çevresine sarılmış eğik düzlemdir; rampa da doğrudan eğik düzlemdir. Kapı kolu çıkrık, kuyu makarası ise makara ilkesiyle çalışır.

1. Eğik düzlem, yükü yükseğe çıkarmak için kullanılan eğimli yüzeydir.
2. Rampa bu tanıma doğrudan uyar.
3. Vidanın dişleri silindire sarılmış bir eğik düzlemdir.
4. Kapı kolu çıkrık, kuyu makarası makara grubuna girer.

14. Tablodaki yük önce tek hareketli makarayla, sonra aynı tablodaki eğik düzlemle kaldırılmak isteniyor. Bu iki düzenekte uygulanacak kuvvetler sırasıyla kaç newtondur?

• A) 600 N ve 300 N
• B) 300 N ve 200 N
• C) 300 N ve 400 N
• D) 200 N ve 300 N

Doğru cevap: B — Hareketli makarada kuvvet yükün yarısıdır: 300 N. Eğik düzlemde F × 6 = 600 × 2 olur ve F = 200 N bulunur.

1. Hareketli makarada yükü iki ip taşır: 600 ÷ 2 = 300 N.
2. Eğik düzlemde kuvvet × uzunluk = ağırlık × yükseklik yazılır.
3. F × 6 = 600 × 2 = 1200 eşitliği kurulur.
4. F = 1200 ÷ 6 = 200 N bulunur; sıralama 300 N ve 200 N'dir.

15. Şekildeki kaldıraçta yük kolu 3 birim, kuvvet kolu 6 birimdir ve sisteme 40 N'luk kuvvet uygulanarak denge sağlanmıştır. Kaldırılan yükün ağırlığı kaç newtondur?

• A) 20 N
• B) 40 N
• C) 80 N
• D) 160 N

Doğru cevap: C — Denge koşulundan G × 3 = 40 × 6 yazılır; G = 240 ÷ 3 = 80 N bulunur.

1. Denge koşulu: yük × yük kolu = kuvvet × kuvvet kolu.
2. Sağ taraf: 40 N × 6 birim = 240 birim.
3. Sol taraf: G × 3 birim olmalıdır.
4. G = 240 ÷ 3 işleminden 80 N bulunur.