Çıkrık sistemlerinde kuvvet kazancı, kuvvetin uygulandığı kolun yarıçapının, yükün bağlı olduğu silindirin yarıçapına oranına eşittir. Tornavidalarda sap kısmı kuvvetin uygulandığı kolu, metal kısım ise yükün bağlı olduğu silindiri temsil eder. Kuvvet kazancı formülü şu şekildedir:
\( \text{Kuvvet Kazancı} = \frac{\text{Sap Yarıçapı}}{\text{Metal Kısım Yarıçapı}} \)
Her bir tornavida için kuvvet kazancını hesaplayalım:
- Kırmızı Tornavida:
- Sap çapı = 4 cm → Sap yarıçapı (\(R_K\)) = 4/2 = 2 cm
- Metal kısım çapı = 1 cm → Metal kısım yarıçapı (\(r_K\)) = 1/2 = 0.5 cm
- Kuvvet Kazancı (\(KK_K\)) = \( \frac{2 \text{ cm}}{0.5 \text{ cm}} = 4 \)
- Yeşil Tornavida:
- Sap çapı = 4 cm → Sap yarıçapı (\(R_Y\)) = 4/2 = 2 cm
- Metal kısım çapı = 1 cm → Metal kısım yarıçapı (\(r_Y\)) = 1/2 = 0.5 cm
- Kuvvet Kazancı (\(KK_Y\)) = \( \frac{2 \text{ cm}}{0.5 \text{ cm}} = 4 \)
- Sarı Tornavida:
- Sap çapı = 6 cm → Sap yarıçapı (\(R_S\)) = 6/2 = 3 cm
- Metal kısım çapı = 1 cm → Metal kısım yarıçapı (\(r_S\)) = 1/2 = 0.5 cm
- Kuvvet Kazancı (\(KK_S\)) = \( \frac{3 \text{ cm}}{0.5 \text{ cm}} = 6 \)
Hesaplanan kuvvet kazançlarını karşılaştırırsak:
- Sarı Tornavida: 6
- Kırmızı Tornavida: 4
- Yeşil Tornavida: 4
Bu durumda kuvvet kazançları arasındaki ilişki Sarı > Kırmızı = Yeşil şeklindedir.
Cevap A seçeneğidir.