K cisminin ağırlığına \(G\) diyelim. Makara ağırlıkları ve ip sürtünmeleri önemsizdir.
- 1. Sistem (\(F_1\)):
Bu sistemde iki hareketli makara bulunmaktadır. En alttaki hareketli makara K cismini taşır ve iki ip segmentiyle desteklenir. Bu ip segmentlerindeki gerilim, bir üstteki hareketli makaranın yükünü oluşturur. Her hareketli makara, üzerine binen yükü ikiye böler.
Bu durumda, K cisminin ağırlığı iki hareketli makara tarafından ikişer kez yarıya indirilir:
\(F_1 = \frac{G}{2 \times 2} = \frac{G}{4}\)
- 2. Sistem (\(F_2\)):
Bu sistemde iki hareketli makara bulunmaktadır. K cismi, her biri aynı ipin ikişer segmentiyle desteklenen iki ayrı hareketli makara tarafından taşınır. İpteki gerilim \(F_2\) olduğundan, her bir hareketli makara \(2F_2\) kuvvetiyle yukarı çeker. Toplamda K cismini destekleyen kuvvet \(2F_2 + 2F_2 = 4F_2\)'dir.
Denge durumunda:
\(4F_2 = G \implies F_2 = \frac{G}{4}\)
- 3. Sistem (\(F_3\)):
Bu sistemde bir hareketli makara bulunmaktadır. K cismi doğrudan bu hareketli makaraya bağlıdır. Hareketli makara iki ip segmentiyle desteklenir. İpteki gerilim \(F_3\) olduğundan, K cismini destekleyen kuvvet \(2F_3\)'tür.
Denge durumunda:
\(2F_3 = G \implies F_3 = \frac{G}{2}\)
Elde edilen kuvvet değerleri şunlardır:
- \(F_1 = \frac{G}{4}\)
- \(F_2 = \frac{G}{4}\)
- \(F_3 = \frac{G}{2}\)
Bu değerlere göre kuvvetler arasındaki ilişki:
\(F_3 > F_1 = F_2\)
Cevap C seçeneğidir.