Çıkrık Sistemlerinde Kuvvet Kazancı
Yayınlanma:
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 sistemi (Şekil I ve Şekil II) gösterilmiştir. Her iki sistemde bir silindir, ona bağlı bir kasnak, kasnak yan yüzeyine veya dış yüzeyine dik takılmış çubuklar, silindire sarılı bir ip ve ucunda bir kutu bulunmaktadır. Şekil I'de çubuklar yan yüzeyde, Şekil II'de dış yüzeydedir. Yatay zemin üzerinde duran destekler sistemi taşımaktadır.
Animasyonlu Video Çözüm
İlk yarısı ücretsiz izlenebilir, tamamı uygulamada.
Adım Adım Yazılı Çözüm
Merhaba Diva, bu çıkrık sorusunu birlikte adım adım çözelim. Öncelikle çıkrık sistemlerinin çalışma prensibini hatırlayalım.
Çıkrık Sistemi ve Tork Dengesi
Bir çıkrıkta, silindirin merkezinden geçen dönme eksenine göre tork dengesi yazılır. Yükün torku, uygulanan kuvvetin torkuna eşit olmalıdır.
Burada efe uygulanan kuvvet, de kuvvet kolu yani kuvvetin dönme eksenine olan dik uzaklığı, ge kutunun ağırlığı ve re ise silindirin yarıçapıdır.
* $F$: Uygulanan kuvvet
* $d$: Kuvvet kolu
* $G$: Kutunun ağırlığı
* $r$: Silindir yarıçapı
Şimdi Şekil bir ve Şekil ikideki kuvvet kollarını ayrı ayrı analiz edelim.
Şekil I ve Şekil II Analizi
Şekil birde çubuklar kasnağın yan yüzeyine dik, yani dönme eksenine paralel olarak takılmıştır. Bu durumda çubuğun boyunu uzatmak, kuvvetin dönme eksenine olan dik uzaklığını yani kuvvet kolunu değiştirmez.
Şekil ikide ise çubuklar kasnağın dış yüzeyine dik, yani yarıçap doğrultusunda dışa doğru takılmıştır. Bu durumda kuvvet kolu, kasnağın yarıçapı ile çubuğun boyunun toplamına eşittir.
Şimdi bu bilgiler doğrultusunda öncülleri tek tek değerlendirelim. Birinci öncülde çubukların yerine daha uzun çubuklar takılması isteniyor.
Öncüllerin Değerlendirilmesi
I. Daha Uzun Çubuklar Takmak
Çözümün devamı Solvi’de
7 adım daha kilitli. Tamamını animasyonlu ve sesli anlatımla ücretsiz izle.
Fotoğrafını çek, her soruyu böyle çöz.
Çözümün Devamını Ücretsiz İzle
İndirmesi ücretsiz · İlk çözümler hediye
