Sorunun Çözümü
Verilen soru, eğik düzlem (rampa) prensiplerini anlamayı gerektirmektedir. Bir cismi eğik düzlemde belirli bir yüksekliğe çıkarmak için uygulanan kuvvet, rampanın uzunluğu ile ters orantılıdır. Yani, rampa ne kadar uzun olursa, o kadar az kuvvet uygulanır.
- Fiziksel İlke: Eğik düzlemde bir cismi yukarı taşımak için gereken kuvvet \(F\), rampanın yüksekliği \(h\) ile doğru, rampanın uzunluğu \(L_{rampa}\) ile ters orantılıdır. İdeal durumda \(F = mg \frac{h}{L_{rampa}}\) formülü ile ifade edilebilir. Burada \(m\) cismin kütlesi, \(g\) yer çekimi ivmesidir.
- Rampaların Durumu: Soruda verilen üç rampanın da yüksekliği (\(h\)) aynıdır. Ancak uzunlukları farklıdır:
- Rampa-1: Uzunluk \(3L\)
- Rampa-2: Uzunluk \(L\)
- Rampa-3: Uzunluk \(2L\)
- Kuvvet Analizi: Rampaların yükseklikleri aynı olduğundan, kuvveti belirleyen temel faktör rampanın uzunluğudur. En uzun rampa (Rampa-1, \(3L\)) en az kuvvet gerektirirken, en kısa rampa (Rampa-2, \(L\)) en çok kuvvet gerektirecektir. Engelli rampalarında amaç, mümkün olan en az kuvvetle çıkışı sağlamaktır.
- Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
- A) Hüseyin Bey: "İşten kazanç" kavramı fiziksel olarak yanlıştır. Eğik düzlem işten kazanç sağlamaz, sadece kuvvetten kazanç sağlar.
- B) Kürşat Bey: Yükseklik aynı olsa da, rampaların uzunlukları farklı olduğu için uygulanacak kuvvet değişecektir. Bu ifade yanlıştır.
- C) Musa Bey: Rampanın uzunluğu ne kadar az ise, uygulanacak kuvvet o kadar fazla olur. Bu ifade yanlıştır.
- D) Kasım Bey: "Rampaların yükseklikleri aynı olduğu için rampa uzunluğu fazla olanda kuvvet daha az uygulanır" ifadesi fiziksel olarak doğrudur. Rampa-1 en uzun rampa olduğu için en az kuvveti gerektirir ve bu nedenle engelli bireyler için en uygun seçenektir. Bu ifade doğrudur.
Bu değerlendirmelere göre, Kasım Bey'in değerlendirmesi doğru olanıdır.
Cevap D seçeneğidir.