Sorunun Çözümü
- Düzeneceklerin analizi:
- 1. Düzenek: 1 hareketli makara. Yük $P$, uygulanan kuvvet $2F$. Hareketli makara kuvvet kazancı 2 olduğundan, $P = 2 \times (2F) = 4F$.
- 2. Düzenek: 1 sabit, 1 hareketli makara. Yük $P$, uygulanan kuvvet $F$. Sabit makara kuvvet kazancını değiştirmez. Hareketli makara kuvvet kazancı 2 olduğundan, $P = 2 \times F$.
- 3. Düzenek: 1 sabit, 2 hareketli makara. Yük $2P$, uygulanan kuvvet $2F$. Bu palanga sisteminin kuvvet kazancı 4 olduğundan, $2P = 4 \times (2F) = 8F$, yani $P = 4F$.
- Seçeneklerin değerlendirilmesi:
- A) Düzeneğe eklenecek sabit makaralar uygulanan kuvveti değiştirmez. 1. düzenekte $P$ yükü $2F$ kuvvetiyle dengelenirken, 2. düzenekte aynı $P$ yükü $F$ kuvvetiyle dengeleniyor. 1. düzenekte sabit makara yokken, 2. düzenekte bir sabit makara bulunmaktadır. Deney verilerine göre, sabit makara eklenmesi (veya sistemin sabit makara içermesi) uygulanan kuvveti $2F$'den $F$'ye düşürmüştür. Bu durum, "sabit makaraların uygulanan kuvveti değiştirmediği" sonucunu bu deneyden çıkarmamızı engeller. Bu nedenle bu ifade, deneyden çıkarılabilecek bir sonuç değildir.
- B) Hareketli makara kuvvetten kazanç sağlar. Tüm düzeneklerde (1, 2 ve 3) hareketli makaralar kullanılmış ve uygulanan kuvvet yükten daha azdır (kuvvet kazancı 1'den büyüktür). Bu sonuç deneyden çıkarılabilir.
- C) Yük artarsa uygulanan kuvvet artar. 2. düzenekte $P$ yükü için $F$ kuvveti, 3. düzenekte $2P$ yükü için $2F$ kuvveti uygulanmıştır. Yük arttığında uygulanan kuvvet de artmıştır. Bu sonuç deneyden çıkarılabilir.
- D) Hareketli makara sayısı artarsa kuvvetten kazanç artar. 2. düzenekte 1 hareketli makara varken kuvvet kazancı 2'dir ($P=2F$). 3. düzenekte 2 hareketli makara varken kuvvet kazancı 4'tür ($2P=8F \implies P=4F$, dolayısıyla kuvvet kazancı $P/F = 4F/F = 4$). Hareketli makara sayısı arttıkça kuvvet kazancı da artmıştır. Bu sonuç deneyden çıkarılabilir.
- Doğru Seçenek A'dır.