🎓 8. Sınıf (Lgs)
📚 8. Sınıf Fen Bilimleri
💡 8. Sınıf Fen Bilimleri: Basit Makinalar Çözümlü Örnekler
8. Sınıf Fen Bilimleri: Basit Makinalar Çözümlü Örnekler
Örnek 1:
👉 Bir kaldıraçta destek noktası tam ortadadır. Yük kolunun uzunluğu 20 cm, kuvvet kolunun uzunluğu ise 80 cm'dir. Eğer kaldırılmak istenen yük 120 N ise, bu yükü dengelemek için uygulanması gereken kuvvet kaç N'dur?
Çözüm:
Bu bir destek noktası ortada olan kaldıraç örneğidir. ⚖️
Kaldıraçlarda denge şartı, Yük x Yük Kolu = Kuvvet x Kuvvet Kolu formülü ile bulunur.
Kaldıraçlarda denge şartı, Yük x Yük Kolu = Kuvvet x Kuvvet Kolu formülü ile bulunur.
- 📌 Verilenleri yerine yazalım:
- Yük (Y) = 120 N
- Yük Kolu (YK) = 20 cm
- Kuvvet Kolu (KK) = 80 cm
- Kuvvet (F) = ?
- Formülümüz: \( Y \times YK = F \times KK \)
- Değerleri yerleştirelim: \( 120 \text{ N} \times 20 \text{ cm} = F \times 80 \text{ cm} \)
- Çarpma işlemlerini yapalım: \( 2400 = F \times 80 \)
- Kuvveti bulmak için her iki tarafı 80'e bölelim: \( F = \frac{2400}{80} \)
- Sonuç: \( F = 30 \text{ N} \)
Örnek 2:
🚀 Bir inşaat işçisi, 500 N ağırlığındaki bir malzemeyi sabit bir makara sistemi kullanarak yukarı çekmek istiyor. İşçinin bu malzemeyi kaldırmak için uygulaması gereken kuvvet kaç N'dur? Ayrıca, bu makara sistemi kuvvetten kazanç sağlar mı?
Çözüm:
Bu örnek bir sabit makara sistemini anlatmaktadır. ⚙️
- 📌 Sabit makaraların temel özellikleri:
- Sabit makaralar, yükün ağırlığını dengelemek için aynı büyüklükte bir kuvvete ihtiyaç duyar. Yani, yükün ağırlığı = uygulanan kuvvet.
- Sabit makaralar, kuvvetin yönünü değiştirme özelliğine sahiptir. Bu, iş yapmayı kolaylaştırır, örneğin aşağı doğru çekerek yükü yukarı kaldırmak gibi.
- Sabit makaralar kuvvetten kazanç sağlamaz ve yoldan da kazanç veya kayıp sağlamaz.
- Verilen yük: 500 N
- Uygulanması gereken kuvvet: Yükün ağırlığına eşittir.
- Yani, \( F = 500 \text{ N} \)
Örnek 3:
🏗️ Bir hareketli makara sistemi ile 600 N ağırlığındaki bir yük dengelenmek isteniyor. Makara ağırlığı ihmal edildiğine göre, bu yükü dengelemek için uygulanması gereken kuvvet kaç N'dur? Bu sistem yoldan kazanç sağlar mı?
Çözüm:
Bu örnek bir hareketli makara sistemini ele almaktadır. 🌀
- 📌 Hareketli makaraların temel özellikleri:
- Hareketli makaralar, yükü iki ip taşır gibi davranır, bu yüzden kuvvetten iki kat kazanç sağlar.
- Uygulanması gereken kuvvet, yükün ağırlığının yarısı kadardır. Yani, \( F = \frac{\text{Yükün Ağırlığı}}{2} \).
- Kuvvetten kazanç sağlandığı için, aynı oranda yoldan kayıp yaşanır. Yükü h kadar yükseltmek için ipi \( 2h \) kadar çekmek gerekir.
- Verilen yük: 600 N
- Uygulanması gereken kuvveti bulalım: \( F = \frac{600 \text{ N}}{2} \)
- Sonuç: \( F = 300 \text{ N} \)
Örnek 4:
🌳 Ayşe, bahçesindeki yüksek bir dala asılı duran ipi kullanarak 400 N ağırlığındaki bir kütüğü yukarı çekmek istiyor. İpi çekme kolaylığı sağlamak için ipin ucuna bir makara bağlayıp, ipi makaranın içinden geçirerek kendi tarafına doğru çekiyor. Bu durumda makara sisteminin Ayşe'ye sağladığı en önemli avantaj nedir? Bu bir sabit makara mıdır, hareketli makara mıdır?
Çözüm:
Ayşe'nin kurduğu sistem, bir sabit makara sistemidir. 💡
- 📌 Ayşe, ipi yüksek bir dala asılı makaradan geçirip kendi tarafına doğru çekerek, kütüğü yukarı kaldırıyor. Bu düzenekte makara yer değiştirmediği için sabittir.
- Sabit makaraların en önemli avantajı, kuvvetin yönünü değiştirmesidir.
- Yükü yukarı doğru kaldırmak için normalde yukarı doğru bir kuvvet uygulamak gerekir. Ancak Ayşe, makara sayesinde ipi aşağı doğru çekerek yükü yukarı kaldırabiliyor.
- Bu, yer çekimi kuvvetinden faydalanarak (kendi ağırlığını kullanarak) iş yapmayı kolaylaştırır.
- Kuvvetten kazanç sağlamaz, yani 400 N'luk kütüğü kaldırmak için yine 400 N'luk bir kuvvet uygulaması gerekir.
Örnek 5:
🚲 Bisiklet sürmek günlük hayatımızda basit makinaların harika bir örneğidir. Bir bisiklette tekerlekler, pedallar ve zincir sistemi gibi birçok basit makine bulunur. Bu basit makinelerin temel amacı nedir ve bisikletin hareket etmesinde nasıl bir rol oynarlar?
Çözüm:
Bisiklet, basit makinaların bir araya gelerek karmaşık bir işi kolaylaştırdığı mükemmel bir örnektir! 🚴♀️
- 📌 Bisikletteki Basit Makinalar ve Amaçları:
- Pedallar ve Aynakol (Çıkrık Prensibi): Pedallara uyguladığımız kuvvet, aynakol adı verilen büyük dişli çarka iletilir. Bu sistem, uyguladığımız kuvveti artırarak (kuvvetten kazanç sağlayarak) zincire aktarır. Pedalların uzunluğu, kuvvet kolu görevi görür ve bu sayede daha az kuvvetle daha fazla iş yapmamızı sağlar.
- Zincir ve Dişliler (Dişli Çarklar ve Kasnaklar): Zincir, aynakoldaki büyük dişli çarktan arka tekerleğin bağlı olduğu küçük dişli çarklara (ruble) hareketi aktarır. Bu sistem, dönme hareketinin ve hızın aktarılmasını sağlar. Vites değiştirmek, farklı boyutlardaki dişliler arasında geçiş yaparak kuvvet kazancı veya hız kazancı elde etmemizi sağlar. Küçük dişliye geçersek hızlanırız (kuvvetten kayıp, yoldan kazanç), büyük dişliye geçersek daha kolay yokuş çıkarız (kuvvetten kazanç, yoldan kayıp).
- Tekerlekler (Çıkrık Prensibi): Tekerlekler, bisikletin ileri hareketini sağlar. Pedallardan gelen dönme hareketi tekerleklere aktarılır ve tekerleklerin dönmesiyle bisiklet yol alır. Tekerlekler, küçük bir aks etrafında dönen büyük bir çark gibi çalışır ve yoldan kazanç sağlayarak daha hızlı gitmemizi mümkün kılar.
Örnek 6:
⛰️ Bir eğik düzlem üzerinde 300 N ağırlığındaki bir sandık, düzlemin altından tepesine doğru çekiliyor. Eğik düzlemin uzunluğu 6 metre, yüksekliği ise 2 metredir. Sürtünmelerin ihmal edildiği bu durumda, sandığı eğik düzlem boyunca hareket ettirmek için uygulanması gereken kuvvet kaç N'dur?
Çözüm:
Bu örnek bir eğik düzlem ile kuvvet kazancı hesaplamayı göstermektedir. 📏
- 📌 Eğik düzlemlerde kuvvet kazancı:
- Eğik düzlemler, yükü doğrudan yukarı kaldırmak yerine, daha uzun bir yol boyunca daha az kuvvet uygulayarak kaldırmamızı sağlar.
- Kuvvetten kazanç oranı, eğik düzlemin uzunluğunun yüksekliğine oranı kadardır.
- Denge şartı: Yük x Yükseklik = Kuvvet x Eğik Düzlem Uzunluğu
- Verilenleri yerine yazalım:
- Yük (Y) = 300 N
- Yükseklik (h) = 2 m
- Eğik Düzlem Uzunluğu (L) = 6 m
- Kuvvet (F) = ?
- Formülümüz: \( Y \times h = F \times L \)
- Değerleri yerleştirelim: \( 300 \text{ N} \times 2 \text{ m} = F \times 6 \text{ m} \)
- Çarpma işlemlerini yapalım: \( 600 = F \times 6 \)
- Kuvveti bulmak için her iki tarafı 6'ya bölelim: \( F = \frac{600}{6} \)
- Sonuç: \( F = 100 \text{ N} \)
Örnek 7:
💧 Bir su kuyusundan kova ile su çekmek için kullanılan bir çıkrık sistemi bulunmaktadır. Kuyudan su çekmek için kullanılan kolun uzunluğu 50 cm, kovanın sarıldığı silindirin yarıçapı ise 10 cm'dir. Eğer kova ve içindeki suyun toplam ağırlığı 150 N ise, kuyudan su çekmek için kola uygulanması gereken kuvvet kaç N'dur?
Çözüm:
Bu örnek bir çıkrık sistemini anlatmaktadır. 🎡
- 📌 Çıkrıklarda kuvvet kazancı:
- Çıkrıklar, bir eksen etrafında dönen farklı yarıçaplara sahip iki silindirden oluşan basit makinelerdir. Genellikle kuvvet kolu silindirden daha uzundur.
- Denge şartı: Yük x Silindir Yarıçapı = Kuvvet x Kuvvet Kolu Uzunluğu
- Verilenleri yerine yazalım:
- Yük (Y) = 150 N
- Silindir Yarıçapı (r) = 10 cm
- Kuvvet Kolu Uzunluğu (R) = 50 cm
- Kuvvet (F) = ?
- Formülümüz: \( Y \times r = F \times R \)
- Değerleri yerleştirelim: \( 150 \text{ N} \times 10 \text{ cm} = F \times 50 \text{ cm} \)
- Çarpma işlemlerini yapalım: \( 1500 = F \times 50 \)
- Kuvveti bulmak için her iki tarafı 50'ye bölelim: \( F = \frac{1500}{50} \)
- Sonuç: \( F = 30 \text{ N} \)
Örnek 8:
⚙️ İki dişli çarktan oluşan bir sistemde, birinci dişli çarkın 20 dişi, ikinci dişli çarkın ise 40 dişi bulunmaktadır. Birinci dişli çark saat yönünde 10 tur döndüğünde, ikinci dişli çark hangi yönde ve kaç tur döner?
Çözüm:
Bu örnek, dişli çarklar konusunu ele almaktadır. 🌀
- 📌 Dişli çarkların temel özellikleri:
- Birbirine temas eden dişli çarklar zıt yönlerde dönerler.
- Dişli çarkların tur sayısı ile diş sayısı ters orantılıdır. Yani, diş sayısı az olan dişli daha fazla tur atar, diş sayısı çok olan dişli daha az tur atar.
- Formül: \( \text{Diş Sayısı}_1 \times \text{Tur Sayısı}_1 = \text{Diş Sayısı}_2 \times \text{Tur Sayısı}_2 \)
- Verilenleri yerine yazalım:
- Birinci dişli çarkın diş sayısı (\( N_1 \)) = 20
- İkinci dişli çarkın diş sayısı (\( N_2 \)) = 40
- Birinci dişli çarkın tur sayısı (\( T_1 \)) = 10 tur (saat yönünde)
- İkinci dişli çarkın tur sayısı (\( T_2 \)) = ?
- Yön: Birinci dişli saat yönünde döndüğü için, temas halindeki ikinci dişli saat yönünün tersi yönde dönecektir.
- Formülümüz: \( N_1 \times T_1 = N_2 \times T_2 \)
- Değerleri yerleştirelim: \( 20 \times 10 = 40 \times T_2 \)
- Çarpma işlemlerini yapalım: \( 200 = 40 \times T_2 \)
- \( T_2 \) değerini bulmak için her iki tarafı 40'a bölelim: \( T_2 = \frac{200}{40} \)
- Sonuç: \( T_2 = 5 \text{ tur} \)
Daha Fazla Soru ve İçerik İçin QR Kodu Okutun
https://www.eokultv.com/atolye/8-sinif-fen-bilimleri-basit-makinalar/sorular