Verilen sistemlerin kuvvet kazançlarını tek tek hesaplayalım:
- Sistem I (Makara Sistemi):
Yük P, hareketli makaraya bağlıdır. Hareketli makara, iki ip kolu tarafından desteklenmektedir. Bu durumda, ipteki gerilme kuvveti P yükünün yarısı kadardır.
Yani, $F_1 = \frac{P}{2}$.
Kuvvet kazancı $K_I = \frac{\text{Yük}}{\text{Kuvvet}} = \frac{P}{F_1} = \frac{P}{P/2} = 2$.
- Sistem II (Kaldıraç):
Destek noktası (pivot), çubuğun soldan 3 birim, sağdan 1 birim uzaklığındadır. Yük P, destek noktasından 3 birim uzaklıktadır. Kuvvet $F_2$, destek noktasından 1 birim uzaklıktadır.
Denge koşulu (moment dengesi): $\text{Yük} \times \text{Yük Kolu} = \text{Kuvvet} \times \text{Kuvvet Kolu}$.
$P \times 3 = F_2 \times 1$.
Buradan $F_2 = 3P$ bulunur.
Kuvvet kazancı $K_{II} = \frac{P}{F_2} = \frac{P}{3P} = \frac{1}{3}$. (Bu bir kuvvet kaybıdır, kazanç 1'den küçüktür.)
- Sistem III (Eğik Düzlem):
Eğik düzlemin yüksekliği $h = 1m$ ve uzunluğu $L = 3m$'dir. Eğik düzlemde kuvvet kazancı, eğik düzlemin uzunluğunun yüksekliğine oranıdır.
$K_{III} = \frac{L}{h} = \frac{3m}{1m} = 3$.
Kuvvet Kazançlarının Karşılaştırılması:
- $K_I = 2$
- $K_{II} = \frac{1}{3}$
- $K_{III} = 3$
Bu değerleri sıraladığımızda:
$3 > 2 > \frac{1}{3}$
Yani, $K_{III} > K_I > K_{II}$ ilişkisi elde edilir.
Cevap C seçeneğidir.