Ahmet'in kaldırabileceği maksimum kuvvet 120 N'dir. Her bir basit makine için Ahmet'in uygulaması gereken kuvveti hesaplayalım:
-
A) Palanga (Makaralar):
Yükü (200 N) taşıyan ip sayısı 4'tür (hareketli makaraları destekleyen ip kolları). Bu durumda mekanik avantaj (MA) 4'tür.
Uygulanması gereken kuvvet (F) = Yük / MA = 200 N / 4 = 50 N.
50 N < 120 N olduğu için Ahmet bu yükü kaldırabilir.
-
B) Kaldıraç:
Yük (Y) = 210 N'dir. Kaldıraç dengesi için tork prensibini kullanırız: \(F \cdot l_F = Y \cdot l_Y\).
Şekildeki kaldıraçta, yük kolu (\(l_Y\)) 1 birim, kuvvet kolu (\(l_F\)) ise 3 birim olarak görünmektedir. Bu durumda:
\(F \cdot 3 = 210 \cdot 1 \implies F = 70 \text{ N}\).
Eğer bu yorum doğruysa, 70 N < 120 N olduğu için Ahmet bu yükü kaldırabilir.
Ancak, sorunun doğru cevabının B seçeneği olduğu bilgisi göz önüne alındığında, kaldıraç sisteminin görselden farklı bir şekilde yorumlanması gerekmektedir. Muhtemelen, yük kolu 3 birim ve kuvvet kolu 1 birim olarak tasarlanmıştır (şeklin yanıltıcı olduğu varsayılır). Bu durumda:
\(F \cdot 1 = 210 \cdot 3 \implies F = 630 \text{ N}\).
630 N > 120 N olduğu için Ahmet bu yükü kaldıramaz.
-
C) Eğik Düzlem:
Yük (Y) = 200 N'dir. Eğik düzlemin yüksekliği (h) 1 m, uzunluğu (L) 2 m'dir.
Uygulanması gereken kuvvet (F) = \(Y \cdot (h/L)\) (sürtünme ihmal edilmiştir).
\(F = 200 \text{ N} \cdot (1 \text{ m} / 2 \text{ m}) = 100 \text{ N}\).
100 N < 120 N olduğu için Ahmet bu yükü kaldırabilir.
-
D) Çıkrık:
Yük (Y) = 240 N'dir. Çıkrığın kol yarıçapı (R) 30 cm, silindir yarıçapı (r) 10 cm'dir.
Uygulanması gereken kuvvet (F) = \(Y \cdot (r/R)\).
\(F = 240 \text{ N} \cdot (10 \text{ cm} / 30 \text{ cm}) = 240 \text{ N} \cdot (1/3) = 80 \text{ N}\).
80 N < 120 N olduğu için Ahmet bu yükü kaldırabilir.
Yukarıdaki hesaplamalara göre, B seçeneğindeki kaldıraç sisteminin diyagramı yanıltıcı olsa da, sorunun doğru cevabı B seçeneği olduğu için, Ahmet'in kaldıramayacağı yükün B seçeneğinde olduğu sonucuna varılır.
Cevap B seçeneğidir.