Çıkrık Mekaniği ve 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 özdeş çıkrık düzeneği gösterilmektedir (Şekil I ve Şekil II). Her düzenekte bir silindir, bir kasnak, kasnak üzerinde çubuklar, ip ve bir kutu bulunur. Şekil I'de çubuklar kasnağın yan yüzeyine dik yerleştirilmiştir. Şekil II'de çubuklar kasnağın dış yüzeyine dik yerleştirilmiştir. Her iki şekilde de bir ip bir kutuya bağlıdır ve silindirin etrafına sarılmıştır.