Sorunun Çözümü
Verilen soruyu adım adım, kısa ve öz bir şekilde çözelim:
- Adım 1: Verilen Bilgileri Analiz Etme
- Cisim sürtünmesiz bir yüzeyde sabit hızla çekiliyor. Bu, cisme etki eden net kuvvetin sıfır olduğu anlamına gelir.
- Eğim açısı \(\theta = 30^\circ\).
- Dinamometre değeri (uygulanan kuvvet) \(F = 60 \text{ N}\).
- Adım 2: Cismin Ağırlığını (G) Hesaplama
- Cisim sabit hızla hareket ettiğinden, eğik düzlem boyunca uygulanan kuvvet, cismin ağırlığının eğik düzlem bileşenine eşittir: \(F = G \sin\theta\).
- Verilen değerleri yerine koyarsak: \(60 \text{ N} = G \sin 30^\circ\).
- \(\sin 30^\circ = 0.5\) olduğundan: \(60 \text{ N} = G \times 0.5\).
- Buradan cismin ağırlığı \(G = \frac{60}{0.5} = 120 \text{ N}\) olarak bulunur.
- Adım 3: Seçenekleri Değerlendirme
- A) Cismin ağırlığı 60 N'dan fazladır.
Cismin ağırlığı \(G = 120 \text{ N}\) olduğundan, \(120 \text{ N} > 60 \text{ N}\) ifadesi doğrudur. - B) Uygulanan kuvvetin büyüklüğü artırılmıştır.
Eğik düzlem, bir cismi kaldırmak için gereken kuvveti azaltan bir basit makinedir. Cismi doğrudan kaldırmak için 120 N kuvvet gerekirken, eğik düzlemde 60 N kuvvet uygulanmıştır. Bu durumda uygulanan kuvvet, cismin ağırlığına göre *azaltılmıştır*. Ancak, bu ifade "kuvvet sıfırdan 60 N'a çıkarılmıştır" gibi farklı yorumlanabilir. Kesinlikle yanlış olduğu söylenemez. - C) Eğim 20° olursa dinamometre değeri artar.
Eğim açısı \(\theta\) 30°'den 20°'ye düşerse, \(\sin\theta\) değeri de düşer (\(\sin 30^\circ = 0.5\), \(\sin 20^\circ \approx 0.34\)).
\(F = G \sin\theta\) formülüne göre, G sabit olduğundan, \(\sin\theta\) azaldığında F de azalır.
Yeni kuvvet \(F' = 120 \text{ N} \times \sin 20^\circ \approx 120 \text{ N} \times 0.34 = 40.8 \text{ N}\).
Bu değer (40.8 N), başlangıçtaki 60 N'dan daha küçüktür. Dolayısıyla, dinamometre değeri *azalır*, *artmaz*. Bu ifade yanlıştır (söylenemez). - D) Eğim artırılırsa kuvvet kazancı azalır.
Kuvvet kazancı \(KK = \frac{\text{Yük}}{\text{Kuvvet}} = \frac{G}{F}\).
\(F = G \sin\theta\) olduğundan, \(KK = \frac{G}{G \sin\theta} = \frac{1}{\sin\theta}\).
Eğim açısı \(\theta\) artırıldığında, \(\sin\theta\) değeri artar. \(\sin\theta\) arttığında, \(KK = \frac{1}{\sin\theta}\) değeri azalır. Bu ifade doğrudur.
Yukarıdaki değerlendirmelere göre, C seçeneğindeki ifade kesinlikle yanlıştır.
Cevap C seçeneğidir.