Verilen soru, keser adı verilen bir aletin yapısı ve kullanım şekilleri üzerinden basınç ve kuvvet kavramlarını değerlendirmemizi istemektedir. Hangi ifadenin söylenemeyeceğini bulmalıyız.
- A) Keser, birim yüzeye etki eden kuvveti artıracak yapıya sahiptir.
Keser gibi kesici ve delici aletlerin uçları sivri veya incedir. Bu, uygulanan kuvvetin küçük bir alana yoğunlaşmasını sağlayarak birim yüzeye etki eden kuvveti (basıncı) artırır. Bu sayede kesme, yontma veya çakma işlemleri kolaylaşır. Bu ifade doğrudur.
- B) 1.kullanım şeklinde, oduna etki eden yüzeyin ince olması basıncı artırmıştır.
1. kullanımda keser, ağacı yontmak için kullanılır. Keserin keskin ucu, odunla temas eden yüzey alanını küçültür. Basınç \(P = F/A\) formülüyle ifade edildiğinden, uygulanan kuvvet (F) sabit kalırken temas alanı (A) küçüldüğünde basınç (P) artar. Artan basınç, odunun kolayca yontulmasını sağlar. Bu ifade doğrudur.
- C) 2.kullanım şeklinde kazığın üst kısmına etki eden kuvvet, büyüklüğü değişmeden keskin uca aktarılmıştır.
2. kullanımda keserle kazığın üst kısmına vurulduğunda bir kuvvet uygulanır. Katı cisimlerde kuvvet, cismin içinde yön ve büyüklük olarak büyük ölçüde korunarak iletilir. Yani, kazığın üst kısmına uygulanan kuvvet, kazığın rijit yapısı sayesinde büyüklüğü değişmeden (ihmal edilebilir kayıplarla) keskin ucuna aktarılır. Bu ifade doğrudur.
- D) 2.kullanım şeklinde kazığın üst kısmındaki basınçla keskin ucundaki basınç eşit olur.
2. kullanımda kazığın üst kısmına uygulanan kuvvet (F) ile kazığın ucuna aktarılan kuvvet (F) yaklaşık olarak aynıdır (C seçeneğine göre). Ancak, kazığın üst kısmının alanı (\(A_{üst}\)) ile keskin ucunun alanı (\(A_{uç}\)) birbirinden farklıdır. Keskin uç, üst kısımdan çok daha küçük bir alana sahiptir (\(A_{uç} < A_{üst}\)).
Basınç formülü \(P = F/A\) olduğuna göre:
- Kazığın üst kısmındaki basınç: \(P_{üst} = F / A_{üst}\)
- Kazığın keskin ucundaki basınç: \(P_{uç} = F / A_{uç}\)
\(A_{uç}\) çok küçük olduğu için \(P_{uç}\) çok büyük olacaktır. Dolayısıyla, \(P_{üst}\) ile \(P_{uç}\) birbirine eşit değildir; aksine, \(P_{uç} > P_{üst}\) olur. Bu yüksek basınç sayesinde kazık yere çakılabilir. Bu ifade yanlıştır.
Yukarıdaki analizlere göre, D seçeneğindeki ifade söylenemez.
Cevap D seçeneğidir.