Çıkrık Düzeneklerinde Kuvvet Kazancı

12. 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 Şekil I'deki gibi; kasnakların dış yüzeyine dik olacak biçimde Şekil II'deki gibi takıyor. Bu çubukların uç noktalarına uygun doğrultuda kuvvet uygulayarak silindire sarılı ipin ucundaki kutuyu sabit süratle yukarı çıkarıyor. Daha sonra kutuyu daha az kuvvet uygulayarak 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 II

B) Yalnız III

C) I ve II

D) I ve III

Soruda görsel içerik var: İki ayrı çıkrık düzeneği (Şekil I ve Şekil II) gösterilmektedir. Her düzenek, bir yatay çubuk üzerine monte edilmiş iki kasnak, kasnaklara dik olarak takılmış kollar (çubuklar) ve bir silindir-ip mekanizması içermektedir. Şekil I'de çubuklar kasnağın yan yüzeyine, Şekil II'de ise dış yüzeyine dik gelecek şekilde takılmıştır. Düzeneklerin altında bir kutu ve üzerinde "Yer (yatay)" ibaresi bulunmaktadır.