Verilen problemde sürtünmesiz bir sistemde aynı yükler (kütleleri $m$) farklı rampalar kullanılarak aynı yüksekliğe ($h$) çıkarılmaktadır. Rampaların uzunlukları $L_1 = 2h$ ve $L_2 = 3h$'dir.
- I. F1 kuvveti, F2 kuvvetinden büyüktür.
Eğik düzlemde yapılan iş, yükü doğrudan kaldırmak için yapılan işe eşittir: $W = F \cdot L = mgh$. Buradan kuvvet $F = \frac{mgh}{L}$ olarak bulunur.
- Birinci durum için: $F_1 = \frac{mgh}{L_1} = \frac{mgh}{2h} = \frac{mg}{2}$
- İkinci durum için: $F_2 = \frac{mgh}{L_2} = \frac{mgh}{3h} = \frac{mg}{3}$
Görüldüğü gibi, $\frac{mg}{2} > \frac{mg}{3}$ olduğundan $F_1 > F_2$'dir. Bu ifade doğrudur.
- II. İki durumda da yapılan işler eşittir.
Yükler aynı ($m$) ve çıkarıldıkları düşey yükseklikler aynı ($h$) olduğu için, yer çekimine karşı yapılan iş her iki durumda da $W = mgh$ kadardır. Sürtünme önemsenmediği için uygulanan kuvvetlerin yaptığı iş de bu değere eşittir. Dolayısıyla, her iki durumda da yapılan işler eşittir. Bu ifade doğrudur.
- III. Rampanın uzun olduğu yerde kuvvet kazancı daha fazladır.
Kuvvet kazancı, eğik düzlemin uzunluğunun düşey yüksekliğe oranıdır ($Kuvvet\ Kazancı = \frac{L}{h}$).
- Birinci rampanın kuvvet kazancı: $K_1 = \frac{L_1}{h} = \frac{2h}{h} = 2$
- İkinci rampanın kuvvet kazancı: $K_2 = \frac{L_2}{h} = \frac{3h}{h} = 3$
Rampanın uzunluğu arttıkça kuvvet kazancı da artar ($3 > 2$). Bu ifade doğrudur.
Tüm ifadeler (I, II ve III) doğru olduğu için doğru seçenek D'dir.
Cevap D seçeneğidir.