Basit Makineler Ünite Quizi
Üniteyi sorularla tekrar et. İstersen süreli çöz, istersen her sorunun ardından açıklamasını incele.
10 soru · 15 dakika veya süresiz
Çalışma biçimini seç
Öğrenerek çöz: Süre sınırı olmadan cevabını kontrol et, çözümünü hemen incele.
Süreli deneme: Süreyi yönet, cevap ve çözümleri deneme sonunda gör.
Etkileşimli testi çözmek için JavaScript’i etkinleştir.
Sorular ve çözümlü rehber
Bu bölüm cevapları içerir. Kendini değerlendirmek için önce bir mod seçerek çözebilirsin.
1. soru
Basit makineler günlük hayatta uyguladığımız kuvvetin yönünü, büyüklüğünü veya uygulama noktasını değiştirerek bize iş kolaylığı sağlayan araçlardır. Buna göre, bütün basit makine çeşitleri (kaldıraç, makara, eğik düzlem vb.) için aşağıdakilerden hangisi kesinlikle ortak bir özelliktir?
Ağır yükleri kaldırmak için her zaman kuvvetten kazanç sağlamaları
Uygulanan kuvvetin yönünü her zaman değiştirerek iş kolaylığı sunmaları
Sürtünmelerin önemsenmediği durumlarda işten ve harcanan enerjiden kesinlikle kazanç sağlamamaları
Yükü daha az kuvvetle kaldırabilmek için yoldan kazanç sağlamaları
Çözümün mantığı
Doğru cevap: C
Fizik dünyasının en katı kuralı şudur: Hiçbir basit makine işten ya da enerjiden kazanç sağlamaz. Sadece işin yapılış şeklini kolaylaştırırlar.
2. soru
Aşağıdaki görselde bir cımbızın uç kısmıyla küçük bir cismin tutulması modellenmiştir. Cımbız, maşa ve insan kolu gibi araçlar kuvvetin arada olduğu kaldıraçlara örnektir. Bu tür kaldıraçlarla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
Uygulanan kuvvet her zaman yükün ağırlığından daha küçüktür.
Kuvvet kolu, yük kolundan her zaman kısa olduğu için daima kuvvetten kayıp, yoldan kazanç vardır.
Bu araçların temel kullanım amacı, ağır yükleri çok az enerji harcayarak kaldırmaktır.
Kuvvet ortada uygulandığı için kuvvetin yönü değiştirilerek iş kolaylığı sağlanır.
Çözümün mantığı
Doğru cevap: B
Kuvvet ortada olduğu için kuvvet kolu daima yük kolundan kısadır. Bu yüzden kuvvetten kayıp, yoldan kazanç vardır. Amacı ağır yük kaldırmak değil, hassas işler yapmak ve hareket alanı (hız) kazanmaktır.
3. soru
Sabit ve hareketli makaraların özelliklerini inceleyen bir öğrenci, makara ağırlığının uygulanan kuvvete etkisini araştırıyor. Öğrencinin elde ettiği sonuçlara göre aşağıdaki ifadelerden hangisi bilimsel olarak doğrudur?
Sabit makaralarda makaranın ağırlığı doğrudan tavana asılı olduğu için uygulanan kuvveti (F) değiştirmez.
Hareketli makaralarda makara ağırlığı sistemin kuvvet kazancını her zaman artırır.
İster sabit ister hareketli makara olsun, makara ağırlığı hiçbir zaman denge kuvvetini etkilemez.
Sabit makaralar yükle beraber hareket ettiği için makara ağırlığı doğrudan yükün ağırlığına eklenir.
Çözümün mantığı
Doğru cevap: A
Sabit makaralarda makaranın kendi ağırlığını tavan çeker, bu yüzden bizim uyguladığımız kuvveti (F) etkilemez. Hareketli makarada ise makara havada asılı olduğu için ağırlığı yüke eklenir ve kuvvet kazancını düşürür.
4. soru
Bir inşaat ustası aynı ağırlıktaki iki tuğlayı, iki farklı palanga sistemi kullanarak aynı yüksekliğe çıkarıyor. Birinci palangada en sondaki ipi aşağı doğru çekerken, ikinci palangada ipi yukarı doğru çekerek sistemi dengeliyor. İki sistemde de makara sayıları eşit olduğuna göre, aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?
Her iki sistemde de kuvvetin yönü aynı şekilde değişmiştir.
İkinci palangada (ip yukarı çekilen) uygulanan kuvvet daha küçüktür çünkü bu ip de yükü taşımaya yardım eder.
Birinci palangada ip aşağı çekildiği için harcanan enerji daha fazladır.
İki sistemde uygulanan kuvvetler farklı olsa da yoldan sağlanan kazanç miktarları aynıdır.
Çözümün mantığı
Doğru cevap: B
Palangalarda ip yukarı doğru çekiliyorsa o ip de yükü taşıyan iplere dahil edilir (Makara sayısı + 1). Bu yüzden kuvvet daha da küçülür, yani kuvvet kazancı daha fazla olur.
5. soru
Aşağıdaki görselde bir işçi, ağır bir kutuyu kamyonetin kasasına yüklemek için bir kalas kullanarak eğik düzlem (rampa) oluşturmuştur. İşçi, kutuyu daha az kuvvet uygulayarak (kuvvet kazancını artırarak) yukarı çıkarmak istemektedir. Buna göre işçi aşağıdaki değişikliklerden hangisini yapmalıdır?
Rampa yüksekliğini (kamyonetin kasasını) değiştirmeden daha kısa bir kalas kullanmalıdır.
Daha uzun bir kalas kullanarak eğik düzlemin rampa boyunu (L) uzatmalıdır.
Eğik düzlemin zeminle yaptığı eğim açısını büyüterek rampayı dikleştirmelidir.
Kutuyu iterken kullandığı kalasın ağırlığını artırmalıdır.
Çözümün mantığı
Doğru cevap: B
Eğik düzlemde kuvvet kazancını artırmak (daha az kuvvet uygulamak) için rampanın eğimini azaltmak gerekir. Bunun en kolay yolu hedef yüksekliği (h) değiştirmeden rampa boyunu (L) uzatmaktır.
6. soru
Vida, bir silindirin etrafına sarılmış eğik düzlem olarak kabul edilen bir basit makinedir. Vidanın ardışık iki dişi arasındaki mesafeye 'vida adımı' denir. Tahta bir zemine vidayı tornavida ile döndürerek sabitleyen bir usta ile ilgili aşağıdaki yorumlardan hangisi yanlıştır?
Kullanılan vidanın vida adımı daha küçük olsaydı, ustaya gereken kuvvet küçülür (kuvvet kazancı artardı).
Vidanın zeminde ilerleme miktarı, ustanın vidayı ne kadar güçlü çevirdiğine değil, tur sayısına ve vida adımına bağlıdır.
Vida döndürülürken uygulanan kuvvet, vidanın yüzeyde oluşturduğu tepki kuvvetinden büyük olduğu için kuvvetten kayıp vardır.
Usta vidayı daha büyük bir kuvvetle çevirdiğinde vidanın bir turda zemine saplanma miktarı (vida adımı) değişmez.
Çözümün mantığı
Doğru cevap: C
Vidalarda her zaman kuvvetten kazanç, yoldan kayıp vardır. Uygulanan kuvvet, tepki kuvvetinden çok daha küçüktür. Ayrıca vidanın ilerleme miktarı uygulanan kuvvete değil, tur sayısı ve vida adımına bağlıdır.
7. soru
İki farklı yarıçaplı silindirin aynı eksen etrafında dönmesiyle oluşan basit makinelere çıkrık denir. Su kuyuları, kapı kolları ve tornavida birer çıkrık örneğidir. Çıkrık düzeneğinde kuvvet kazancını artırmak isteyen bir araştırmacı aşağıdakilerden hangisini yapmamalıdır?
Kuvvet uygulanan büyük silindirin (kolun) yarıçapını uzatmak.
Yükün bağlı olduğu küçük silindirin yarıçapını (kalınlığını) inceltmek.
Yükün bağlı olduğu küçük silindirin uzunluğunu (boyunu) artırmak.
Tornavida örneğinde, ustanın çevirdiği sap kısmını daha geniş ve kalın yapmak.
Çözümün mantığı
Doğru cevap: C
Çıkrıkta kuvveti etkileyen tek değişken silindirlerin yarıçaplarıdır (Kuvvet kolu R ve Yük kolu r). Yükün asılı olduğu silindirin uzun ya da kısa olması (boyu) kuvvet kazancını hiçbir şekilde etkilemez, LGS'nin ünlü tuzaklarından biridir.
8. soru
Dişli çarklar ve kasnaklar hareketin yönünü ve hızını değiştirmek için kullanılırlar. Birbirine dışarıdan temas eden iki dişli çarkın hareket özellikleri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi kesinlikle doğrudur?
Birbirine dışarıdan temas eden iki dişli çark her zaman aynı yönde döner.
Diş sayısı (veya yarıçapı) küçük olan çark, büyük olan çarka göre her zaman daha çok tur atarak daha hızlı döner.
Dişli çarkların merkezleri aynı (eş merkezli) ise zıt yönde dönerler.
Kasnaklarda kayış düz bağlansa bile sistemin yönü her zaman zıt olur.
Çözümün mantığı
Doğru cevap: B
Birbirine temas eden farklı merkezli dişlilerde, yarıçapı (diş sayısı) küçük olan her zaman daha fazla tur atar. Farklı merkezli temas eden dişliler zıt yönde dönerler.
9. soru
Bir fabrikadaki ağır yükleri taşımak için kullanılan basit makine tasarımlarında, mühendislerin temel hedefi işçilerin uygulayacağı kuvveti olabildiğince azaltmaktır. Yapılan bir geliştirme çalışmasında, belirli bir yükü sabit süratle belirli bir yüksekliğe çıkarmak için kullanılan sistem değiştirilmiş ve yeni sistemde kuvvet kazancının eskisinin tam 2 katı olması sağlanmıştır. Sürtünmelerin ve düzenek ağırlıklarının ihmal edildiği bu geliştirme sonrasında, aynı yükün aynı yüksekliğe çıkarılmasıyla ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenebilir?
Kuvvet kazancı 2 katına çıktığı için, yükü aynı yüksekliğe çıkarmak için harcanan toplam enerji yarıya düşmüştür.
Yeni sistemde kuvvetten 2 kat daha fazla kazanç sağlandığı için, kuvvetin uygulandığı ip veya kol eski sisteme göre 2 kat daha fazla çekilmelidir.
Uygulanan kuvvet azaldığı için, yer çekimine karşı yapılan fiziksel işin miktarı da eski sisteme göre yarı yarıya azalmıştır.
Yeni sistemde yoldan kayıp oranı arttığı için, yükün ilk konumundan son konumuna ulaşma süresi kesinlikle azalmıştır.
Çözümün mantığı
Doğru cevap: B
Basit makinelerde kuvvet kazancı artırıldığında, aynı oranda yoldan kayıp yaşanır. Kuvvet kazancı 2 katına çıktığı için uygulanan kuvvet yarıya iner ancak kuvvetin uygulandığı yol 2 katına çıkar. Basit makinelerde iş ve enerjiden kazanç sağlanamayacağı için yapılan toplam iş değişmez, ancak yoldan kayıp kuralları gereği ipin çekilme mesafesi (yol) tam 2 katına çıkar.
10. soru
Desteğin arada olduğu bir kaldıraçta, bir yük P kuvveti ile F kuvveti uygulanarak dengelenmiştir. Uygulanan F kuvvetinin büyüklüğünü azaltmak (kuvvet kazancını artırmak) için aşağıdaki işlemlerden hangisi tek başına yapılabilir?
Destek noktasını yüke doğru yaklaştırmak.
Destek noktasını kuvvetin uygulandığı noktaya doğru yaklaştırmak.
Kuvveti destek noktasına daha yakın bir yerden uygulamak.
Yükü destek noktasından daha uzağa taşımak.
Çözümün mantığı
Doğru cevap: A
Kuvvet kazancını artırmak için kuvvet kolunu uzatmak veya yük kolunu kısaltmak gerekir. Destek noktasını yüke yaklaştırmak, yük kolunu kısaltıp kuvvet kolunu uzatacağı için uygulanan kuvveti azaltır.