Sorunun Çözümü
Makara sistemini adım adım inceleyelim:
- Makara Tiplerini Belirleme:
- K makarası tavana sabitlenmiştir, bu nedenle sabit makaradır.
- M makarası tavana sabitlenmiştir, bu nedenle sabit makaradır.
- L makarası, iki ip segmenti arasında asılı durmaktadır ve yükle birlikte hareket edebilir. Bu nedenle hareketli makaradır.
- İpteki Gerilmeleri Analiz Etme:
- Makara ağırlıkları ve sürtünmeler ihmal edildiği için, aynı ip üzerindeki gerilme her yerde aynıdır.
- P1 yükünü dengeleyen ipteki gerilme T olsun. O zaman \(P_1 = T\).
- P3 yükünü dengeleyen ipteki gerilme de aynı ipin devamı olduğu için T'dir. O zaman \(P_3 = T\).
- Bu durumda, \(P_1 = P_3\) sonucuna ulaşırız.
- L makarası hareketli bir makara olup, iki ip segmenti tarafından yukarı doğru çekilmektedir. Her bir ip segmentindeki gerilme T olduğundan, L makarasını yukarı çeken toplam kuvvet \(T + T = 2T\)'dir.
- L makarası P2 yükünü dengelediği için, \(P_2 = 2T\).
- Yükler Arasındaki İlişkiyi Kurma:
- Bulduğumuz ilişkileri birleştirelim:
- \(P_1 = T\)
- \(P_3 = T\)
- \(P_2 = 2T\)
- Bu denklemlerden, \(P_2 = 2T\) ifadesinde T yerine \(P_1\) veya \(P_3\) yazabiliriz.
- Ayrıca, \(P_1 + P_3 = T + T = 2T\) olduğu için, \(P_2 = P_1 + P_3\) ilişkisi elde edilir.
- Bulduğumuz ilişkileri birleştirelim:
- Seçenekleri Değerlendirme:
- A) K ve L makaraları hareketli, M makarası sabittir. K ve M sabit, L hareketlidir. Yanlış.
- B) P1, P2 ve P3 yüklerinin ağırlıkları eşittir. \(P_1 = P_3\) ama \(P_2 = 2P_1\). Yanlış.
- C) P2 yükünün ağırlığı, P1 ile P3 yüklerinin toplam ağırlığına eşittir. \(P_2 = P_1 + P_3\). Doğru.
- D) L makarası sabit, K ve M makaraları hareketlidir. L hareketli, K ve M sabittir. Yanlış.
Cevap C seçeneğidir.