📄 11. Sınıf Fizik: Tork ve Basit Makineler Çalışma Kağıdı

💡 Çözüm Adımları:

Torkun büyüklüğü \(\tau = F \cdot d\) formülü ile bulunur. Burada \(F\) uygulanan kuvvetin büyüklüğü, \(d\) ise kuvvetin dönme eksenine olan dik uzaklığıdır. Soruda verilen değerler:

Kuvvet (\(F\)) = 10 N

Dik uzaklık (\(d\)) = Çubuğun uzunluğu = 2 m



Bu değerleri formülde yerine koyarsak:

\(\tau = 10 \text{ N} \cdot 2 \text{ m}\)

\(\tau = 20 \text{ N\cdot m}\)



Dolayısıyla, çubuğun diğer ucuna göre oluşan torkun büyüklüğü 20 N\cdot m'dir.

💡 Çözüm Adımları:

Verim, bir basit makineye verilen enerjinin (veya yapılan işin) ne kadarının kullanışlı enerjiye (veya kullanışlı işe) dönüştürüldüğünü gösteren bir orandır. Matematiksel olarak, \(\text{Verim} = \frac{\text{Alınan İş (Çıkış İş)}}{\text{Verilen İş (Giriş İş)}} \times 100%\) şeklinde ifade edilir.



Basit makinelerde verimi etkileyen başlıca faktörler şunlardır:

1. Sürtünme kuvvetleri: Makine parçaları arasındaki sürtünme, enerjinin bir kısmının ısıya dönüşmesine neden olur ve verimi düşürür.

2. Makine parçalarının ağırlığı: Makinenin hareketli parçalarının kendi ağırlıkları da sistemde ek bir yük oluşturarak verimi azaltır.

3. Hava direnci: Bazı durumlarda, hareketli parçaların hava ile etkileşimi de küçük enerji kayıplarına yol açabilir.

4. Esneklik ve deformasyon: Makine parçalarının esnekliği veya deformasyonu da enerji kayıplarına neden olabilir.



Bu kayıplar nedeniyle, gerçek bir basit makinenin verimi hiçbir zaman %100 olamaz.

💡 Çözüm Adımları:

Palanga sistemleri, sabit ve hareketli makaraların bir araya gelmesiyle oluşturulan basit makinelerdir. Temel amacı, daha küçük bir kuvvetle daha ağır bir yükü kaldırmaktır.



Kuvvet Kazancı Hesaplaması:

İdeal durumda (sürtünmesiz ve makara ağırlıksız), bir palanga sisteminin kuvvet kazancı, yükü taşıyan ip sayısına eşittir. Yükü taşıyan ip sayısı, makara sistemindeki hareketli makaralara doğrudan bağlı olan ve yükün ağırlığını dengeleyen ip segmentlerinin toplam sayısıdır.



\(\text{Kuvvet Kazancı} = \frac{\text{Yük (G)}}{\text{Uygulanan Kuvvet (F)}} = \text{Yükü Taşıyan İp Sayısı}\)



Örnek:

Bir palanga sisteminde, yükü taşıyan 4 ip olduğunu varsayalım. Bu durumda, bu palanga sisteminin ideal kuvvet kazancı 4 olacaktır. Bu, 100 N ağırlığındaki bir yükü kaldırmak için sadece 25 N (100 N / 4) büyüklüğünde bir kuvvet uygulanması gerektiği anlamına gelir. Yani, uygulanan kuvvet, kaldırılan yükün dörtte biri kadar olur ve kuvvetten 4 kat kazanç sağlanır.