Sorunun Çözümü
- Sistemlerdeki özdeş cisimlerin ağırlığına $G$ diyelim. Makara ve ip ağırlıkları ile sürtünmeler ihmal edilmiştir.
- Sistem 1 (F1): Bu bir sabit makara sistemidir. Sabit makaralar kuvvetin yönünü değiştirir ancak büyüklüğünü değiştirmez. Bu nedenle, $F_1 = G$.
- Sistem 2 (F2): Bu bir hareketli makara sistemidir. Yük, iki ip tarafından taşınır. Bu nedenle, $2F_2 = G$ ve $F_2 = G/2$.
- Sistem 3 (F3): Bu sistem iki adet sabit makaradan oluşur. Sabit makaralar kuvvet kazancı veya kaybı sağlamaz. Bu nedenle, $F_3 = G$.
- Sistem 4 (F4): Bu sistem iki adet hareketli makaradan oluşan bir palanga sistemidir. Yükü taşıyan ip sayısı 4'tür. Bu nedenle, $4F_4 = G$ ve $F_4 = G/4$.
- Kuvvetlerin büyüklükleri: $F_1 = G$, $F_2 = G/2$, $F_3 = G$, $F_4 = G/4$.
- A seçeneğini inceleyelim: $F_1$ kuvvetinin büyüklüğü, $F_3$ kuvvetinin büyüklüğüne eşittir. Hesaplamalarımıza göre $F_1 = G$ ve $F_3 = G$ olduğundan, $F_1 = F_3$ ifadesi doğrudur.
- Diğer seçenekleri kısaca kontrol edelim:
- B seçeneği: $F_2$ kuvvetinin uygulandığı sistemde ($F_2 = G/2$) kuvvet kazancı vardır, bu da yoldan kayıp anlamına gelir. İfade yanlıştır.
- C seçeneği: $F_3$ kuvvetinin uygulandığı sistemde kuvvet yukarı doğru uygulanır ve yük de yukarı doğru hareket eder. Kuvvet yüke zıt yönde iletilmez. İfade yanlıştır.
- D seçeneği: $F_4 = G/4$ ve $F_2 = G/2$. Bu durumda $F_4 < F_2$'dir. İfade yanlıştır.
- Doğru Seçenek A'dır.