Fizik laboratuvarı
Olayı gözünde canlandır, büyüklükleri ve birimleri takip et.
8 bölüm · ~18 dk · 17 etkileşim
Basit makineler, bir işi yapmak için gereken kuvvetin büyüklüğünü, yönünü ya da uygulama noktasını değiştiren düzeneklerdir. AYT Fizik testinde bu konudan genellikle yarım ile bir soru gelir; ancak konu, tork ve denge bilgisinin doğrudan uygulamasıdır. Bu yüzden tork–denge konusunu iyi bilen öğrenci basit makine sorularını hızlıca çözer.
AYT'de sorulan başlıca basit makineler: kaldıraçlar (üç türü), makaralar (sabit, hareketli, palanga), eğik düzlem, çıkrık, dişli çarklar ve kasnaklar ile vidadır. Sorularda g = 10 m/s² ve π = 3 alınması sık görülür.
1Tek ilke: işten kazanç yok
İlk bölüm! Temeli burada atıyoruz, acele etme.
Kuvvet kazancı (mekanik avantaj) = P / F. İdeal makinede bu oran, kuvvetin aldığı yolun yükün aldığı yola oranına eşittir.
2Kaldıraçlar
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
Destek noktasına göre torklar dengelenir: F · a = P · b. Burada a kuvvet kolu (destek–kuvvet uzaklığı), b yük kolu (destek–yük uzaklığı)dır. Kolun kendi ağırlığı varsa, ağırlık merkezine etki eden bu kuvvetin torku da denkleme eklenir.
Örnek 1'deki 1. tür kaldıraç: P = 600 N'luk yük desteğe (O) 0,5 m, kuvvetin (F) uygulandığı uç 1,5 m uzaklıkta.
Ağırlığı önemsiz bir çubuk desteğe oturtulmuştur. Çubuğun bir ucuna 600 N'luk yük asılıdır; yük desteğe 0,5 m, diğer uç desteğe 1,5 m uzaklıktadır. Çubuğu dengede tutmak için diğer uca uygulanması gereken düşey kuvvet kaç N'dur? Yük 10 cm yükselirse kuvvetin uygulandığı uç ne kadar yer değiştirir?
Bir el arabasında tekerlek ekseni destek noktasıdır. Arabadaki yükün toplam ağırlığı 900 N'dur ve bu ağırlık, eksenden yatayda 0,5 m uzaklıktaki noktaya etki etmektedir. Araba kollarından, eksenden yatayda 1,5 m uzaklıkta düşey yukarı kuvvetle tutulmaktadır.
Arabayı bu konumda dengede tutmak için kollara uygulanması gereken toplam kuvvet kaç N'dur?
3Makaralar
Örneklere dikkat et; soruların çoğu buradan çıkar.
Hareketli makarada yük iki ip parçasıyla taşınır.
Ağırlığı 20 N olan hareketli makaraya 180 N'luk yük asılıdır. Yükü sabit hızla kaldırmak için ipin serbest ucuna uygulanması gereken kuvvet kaç N'dur? Yük 2 m yükselirse ip kaç m çekilir?
4Eğik düzlem, çıkrık ve vida
Bunu bir arkadaşına anlatabilir misin? Kafanda bir dene.
Vidada hatve çok küçük olduğundan kuvvet kazancı çok büyüktür.
Uzunluğu 5 m, yüksekliği 1,5 m olan eğik düzlemde 400 N ağırlığındaki sandık, düzleme paralel 150 N'luk kuvvetle sabit hızla yukarı çıkarılıyor. Düzlemin verimi ve sürtünme kuvveti kaçtır?
Kolunun dönme yarıçapı 50 cm, milinin yarıçapı 10 cm olan bir çıkrıkla 300 N'luk kova kuyudan çekiliyor. Gereken kuvvet kaç N'dur? Kol 5 tur döndürülürse kova kaç m yükselir? (π = 3)
5Dişli çarklar ve kasnaklar
Yarıyı geçtin, harika gidiyorsun! 3 bölüm kaldı.
Birbirine geçen dişlilerde ya da aynı kayışla dönen kasnaklarda çevresel hızlar eşittir.
| Bağlantı | Dönme yönü / devir |
|---|---|
| Birbirine geçen dişliler | Zıt yönde döner |
| Düz kayışla bağlı kasnaklar | Aynı yönde döner |
| Aynı mile takılı çarklar | Devir sayıları eşittir |
20 dişli A çarkı, 60 dişli B çarkına geçmiştir. A dakikada 90 devir yaparsa B dakikada kaç devir yapar?
6Sık yapılan hatalar
Takıldığın yere not al, sonra birlikte döneriz.
Uygun bir basit makineyle işten kazanç sağlanabilir.
Kuvvet kolu, çubuğun toplam boyudur.
Türdeş çubuğun ağırlığı ortasına etki eder ve torku denkleme girer.
F = (P + Pₘ) / n'de makara ağırlığı hesaba katılmaz.
Palangada yalnızca hareketli makara bloğunu doğrudan taşıyan ip parçaları sayılır.
Eğik düzlemde ideal kuvvet yükten büyük olabilir.
Çıkrıkta yükün yükselmesi kolun çevresinden hesaplanır.
Diş sayısı büyük olan çark daha çok devir yapar.
Verim her zaman (yararlı iş / harcanan iş)'tir ve %100'ü geçemez; oranı ters kurma.
7ÖSYM'de nasıl soruluyor
Önemli yerleri altını çizer gibi oku.
- Kaldıraç dengesi: Ağırlıklı ya da ağırlıksız çubuk üzerinde destek, yük ve kuvvet konumları verilir; gereken kuvvet ya da desteğin tepkisi sorulur.
- Makara–palanga sistemleri: İp parçası sayısından kuvvet, yükün yükselme miktarından ipin çekilme miktarı istenir. Makara ağırlıkları çoğu zaman verilir.
- Eğik düzlem ve verim: Sürtünmeli eğik düzlemde verim, sürtünme kuvveti ya da ısıya dönüşen enerji hesaplanır.
- Dişli ve kasnak sistemleri: Birden çok dişlinin devir sayıları ve dönme yönleri, bisiklet gibi gündelik düzeneklerde hız hesabı sorulur.
- Kavramsal öncüllü sorular: "I. Kuvvetten kazanç sağlanır. II. İşten kazanç sağlanır. III. Yoldan kayıp vardır." gibi yargıların doğruluğu sorgulanır.
Ağırlığı 40 N olan hareketli bir makaraya 360 N ağırlığında yük asılmıştır. Makaradan geçen ipin bir ucu tavana sabitlenmiş, diğer ucu düşey olarak yukarı çekilmektedir. Sürtünmeler önemsizdir.
Yükü sabit hızla kaldırmak için ipe uygulanması gereken kuvvet kaç N'dur?
8Kısa tekrar
Son bölüm! Biraz kaldı, bitirmek üzeresin.
Basit makineler işten kazanç sağlamaz: F · s_F = (ideal durumda). Kaldıraç: F · a = P · b; her zaman kuvvetten kazanç, her zaman kuvvetten kayıp vardır. Sabit makara: F = ; hareketli makara: F = ; palanga: F = (P + Pₘ) / n. Eğik düzlem: F · L = ; sürtünme varsa F · L = P · h + f · L. Çıkrık: F · R = P · r; bir turda yük yükselir. Dişli ve kasnak: n₁ · d₁ = n₂ · d₂; birbirine geçen dişliler döner. Vida: F · 2πR = . Verim = .