Sorunun Çözümü
Bir eğik düzlem, bir cismi belirli bir yüksekliğe çıkarmak için gereken kuvveti azaltan basit bir makinedir. Eğik düzlemin temel prensibi, aynı işi (cismi kaldırmak) daha uzun bir yol boyunca daha az kuvvet uygulayarak yapmaktır.
- Bir eğik düzlemde uygulanan kuvvet ($F$), cismin ağırlığı ($W$), eğik düzlemin yüksekliği ($h$) ve uzunluğu ($L$) ile ilişkilidir. İdeal durumda (sürtünmesiz), bu ilişki yaklaşık olarak şu şekildedir:
- $$F = W \times \frac{h}{L}$$
- Bu formüle göre, aynı yüksekliğe ($h$) çıkarmak için daha az kuvvet ($F$) uygulamak istiyorsak, eğik düzlemin uzunluğunu ($L$) artırmamız gerekir. Uzunluk arttıkça, eğik düzlemin eğimi azalır ve cismi yukarı çekmek daha kolay hale gelir.
- Seçeneklere baktığımızda, her bir kalas eşit bölmelerden oluşmaktadır.
- A seçeneği: 4 bölme uzunluğunda
- B seçeneği: 3 bölme uzunluğunda
- C seçeneği: 4 bölme uzunluğunda
- D seçeneği: 5 bölme uzunluğunda
- En uzun kalas, D seçeneğindeki 5 bölmeli kalastır. Bu kalas kullanılarak oluşturulacak eğik düzlem, aynı yüksekliğe ulaşmak için en düşük eğime sahip olacak ve dolayısıyla cismi yukarı çıkarmak için en az kuvvet gerektirecektir.
Cevap D seçeneğidir.