Çıkrık Düzeneklerinde Kuvvet Kazancı

2. Bir öğrenci, ağırlığı önemsenmeyen özdeş kasnakları ağırlığı önemsenmeyen özdeş silindirlere silindirin ve kasnakların merkez noktaları çakışacak biçimde takarak iki çıkrık tasarlıyor. Sonra ağırlığı önemsenmeyen özdeş çubukları, kasnakların yan yüzeyine dik olacak biçimde takarak Şekil I'deki gibi; kasnakların dış yüzeyine dik olacak biçimde sarılı ipin ucundaki kutuyu sabit süratle yukarı çıkarıyor. Bu çubukların uç noktalarına uygun doğrultuda kuvvet uygulayarak silindire sarılı ipin ucundaki kutuyu sabit süratle yukarı çıkarmak için her iki çıkrıkta da bazı değişiklikler yapıyor.

Buna göre öğrenci;

I. kasnaklara taktığı çubukların yerine daha uzun çubuklar takmak,

II. kasnakların yerine yarıçapı daha küçük kasnaklar kullanmak,

III. silindirlerin yerine yarıçapı daha küçük silindirler kullanmak

işlemlerinden hangilerini yaptığında her iki çıkrıkta da kutuyu sabit süratle yukarı çıkarmak için uygulayacağı kuvvet azalır?

A) Yalnız I

B) Yalnız III

C) I ve II

D) I ve III

Soruda görsel içerik var: İki özdeş çıkrık düzeneği (Şekil I ve Şekil II) gösterilmiştir. Her düzenekte yatay bir çubuğun uçlarına dikey olarak monte edilmiş iki adet eş merkezli kasnak, bu kasnakların merkezinde bir silindir ve silindire sarılı bir iple bağlı bir kutu bulunmaktadır. Şekil I'de kasnaklar ve silindir belirli bir boyuttayken, Şekil II'de benzer bir düzenek gösterilmektedir. Oklar, 'Çubuk', 'Kasnak Dış Yüzey', 'Silindir', 'İp', 'Kutu' ve 'Yan yüzey' bileşenlerini işaret etmektedir.