Ünite: 5. İşçi yükü kamyon kasasına doğrudan yüklemek için yükün ağırlığı kadar kuvvet uygulaması gerekir.

Transkript

1 . FÖY FEN BİİMERİ basit MAİNEER GS EĞİ DÜZEM/ÇR Neler Öğreneceğiz? Ders Saati Eğik Düzlem Çıkrık Eğik Düzlem Yükleri, belirli bir yüksekliğe çıkarmak ya da yüksek bir noktadan aşağıdaki bir noktaya taşımak için kullanılan eğimli yüzeylere eğik düzlem denir. Günlük yaşamda sıkça kullandığımız merdivenler, bıçak, vida eğik düzlem örnekleridir. Eğik düzlemin boyu () Eğik düzlemde kuvvet kazancı eğik düzlemin boyunun yüksekliğe oranı ile esaplanır. () Yükseklik F uvvet kazancı = Eğik düzlemin boyu/yükseklik - Eğik düzlemler diğer basit makinelerden farklı olarak, genellikle areketsizdir. - Eğik düzlemde er zaman, kuvvetten kazanç, yoldan kayıp vardır. Bir yük, ağırlığından daa az bir kuvvetle istenilen yüksekliğe taşınabilir. - Bu durumu, bir işçinin 00 N ağırlığındaki bir yükü m yükseklikteki kamyon kasasına yüklemesi için uygulanması gerekli kuvvetleri esaplayarak gösterelim. İşçi yükü kamyon kasasına doğrudan yüklemek için yükün ağırlığı kadar kuvvet uygulaması gerekir. İşçi yükü kamyon kasasına eğik düzlem kullanarak yüklerse kat kuvvet kazancı sağlar. Böylece yükü 00 N kuvvet uygulayarak kamyon kasasına yükleyebilir. İşçi yükü eğik düzlem kullanarak yüklediğinde yüke ilk duruma göre katı yol aldırmak zorundadır. Çünkü eğik düzlemde kuvvet kazancı oranında yoldan kayıp vardır. Eğik düzlemde er zaman, kuvvetten kazanç, yoldan kayıp vardır. uvvet kazancı oranında yoldan kaybedilir.

2 EĞİ DÜZEM Eğik düzlemlerle ilgili aşağıda verilen, ve a ile gösterilen arflerin angi kavramlara karşılık geldiğini yazınız. Sürtünmesiz ortamda özdeş cisim, kalas ve takozlar kulanılarak oluşturulan eğik düzlemlerde cisimleri dengeleyen kuvvetlerin büyüklük sıralamasını yapınız. F F a Şekil Şekil a < Eğik düzlemin boyu değişmemek koşuluyla yükün çıkarılacağı yüksekliğinin artması kuvvet cismi, ve nolu kalasları kullanılarak, sırasıyla F, F ve F kuvvetleri ile A noktasına taşınıyor. Bu kuvvetlerin büyüklük sıralamasını yapınız. kazancını... Aşağıdaki görselde verilen işçinin yükü daa az kuvvet uygulayarak taşıyabilmesi için aşağıdakilerden angisini yapabilir? + ile işaretleyiniz. A... <... <... Yalnızca eğik düzlemin boyunu artırabilir. Yükün çıkarılacağı yükseklik değişmemek koşuluyla eğik düzlemin boyunun artması kuvvet kazancını... Yalnızca eğik düzlemin yüksekliğini artırabilir. Eğik düzlemin yüksekliğini azaltıp, boyunu artırabilir.

3 EĞİ DÜZEM 5 7 Sürtünmesiz ortamda özdeş cisimleri ve ağırlığı önemsiz araba kulanılarak oluşturulan dengedeki sistemle ilgili tabloda verilen bilgilerden doğru olanın karşısına (D), yanlış olanın karşısına (Y) yazınız. Aşağıda verilen sürtünmesiz düzenek 0o eğim açısı ile dengededir. Şekilde verilen sistem kat kuvvet kazancı sağlar. Sistemde kullanılan yönünü değiştirir. Eğik düzlemin boyu azaltılırsa cisimler yönünde areket eder. Eğik düzlemin yüksekliği artırılırsa cisimler yönünde areket eder. makara Buna göre tabloda verilen bilgilerden doğru olanın karşısına (D), yanlış olanın karşısına (Y) yazınız. kuvvetin 6 Düzenekte eğim açısı 0o olacak şekilde ayarlandığında cisimler yönünde areket eder. Düzenekte eğim açısı 0o olacak şekilde ayarlandığında cisimlerin areket etmemesi için eğik düzlemdeki arabanın üzerine yük konulabilir. cisminin yanına özdeş bir cisim daa konulduğunda sistemin dengede kalabilmesi için eğik düzlemin eğim açısı azaltılmalıdır. Sürtünmesiz ortamda, M yükü farklı eğik düzlemler kullanılarak F, F ve F kuvvetleri uygulanarak yüksekliğine çıkarılıyor. F < F < F olduğuna göre x, y ve z açılarının büyüklük sıralamasını yapınız. F x F M M y Şekil Şekil 8 Şekildeki özdeş araçlar ve yokuşlarını çıkarak noktasına ulaşıyor. numaralı yokuşu çıkan aracın motorunun daa çok kuvvet uyguladığı bilindiğine göre tabloda verilen bilgilerden doğru olanın karşısına (D), yanlış olanın karşısına (Y) yazınız. F z M Şekil... <... <... x y - x açısı y açısından küçüktür. - numaralı yokuşun eğimi daa büyüktür. Eğik düzlemin yatayla yaptığı açının (eğimin) art- - numaralı yokuş daa kısadır. ması kuvvet kazancını.. - uvvet kazancı de daa fazladır.

4 EĞİ DÜZEM 9 0 Aşağıdaki görselde eğik düzlemden yararlanılarak yapılan bir araçla odunun kırılması esnasında uygulanan kuvvet ile çıkış kuvveti verilmiştir. Araç odun içerisinde 6 cm ilerlediğinde odunlar arasındaki cm açılmıştır. Çıkış kuvveti 8000N Giriş kuvveti 000N cm 6 cm Yukarıda verilen görseli Arda, Sinan ve Fatma aşağıdaki gibi yorumluyor. Doğru yorumlayan öğrencinin altındaki yuvarlağa (+) işareti koyunuz. ARDA Eğik düzlem kuvvetin yönünü değiştirir. SİNAN Çıkış kuvveti 8000N Eğik düzleme uygulanan kuvvetten daa büyük çıkış kuvveti elde edilir. Aşağıdaki görselde 00 cm yüksekliğindeki platforma çıkmak için tasarlanan iki farklı merdiven modeli verilmiştir. ve merdivenleri tasarlanırken basamak genişlikleri 0 cm olarak planlanmıştır. 5 0 cm cm Buna göre tabloda verilen bilgilerden doğru olanın karşısına (D), yanlış olanın karşısına (Y) yazınız. - Her iki merdiven de kuvvet kazancı sağlar. - merdiveninde yoldan kayıp merdivenine göre daa fazladır. - merdiveninin kuvvet kazancı merdiveninin kuvvet kazancından daa fazladır. - Her iki merdiven de işten kazanç sağlar. ÖRNE SORU - Aşağıda verilen düzenekte kalasın yer ile temas eden ucu sırasıyla A, B ve C noktalarına konuluyor. FATMA Eğik düzlemde yoldan kazanç vardır. C Buna göre; A B ÖRNE SORU - Aşağıda verilen araçlardan angisi eğik düzlemden yararlanılarak tasarlanmamıştır? A) Merdiven B) Bıçak C) Vida D) Gazoz açacağı. Cismi dengelemek için uygulanan kuvvet en fazla A noktasına konulduğunda olur.. alasın ucu B ve C noktalarına konulduğunda uygulanan kuvvet eşit olur.. En fazla kuvvet kazancı C noktasına konulduğunda olur. ifadelerinden angileri doğrudur? A) Yalnız B) Yalnız C) ve D) ve

5 EĞİ DÜZEM Eğimleri sırasıyla %0, %0 ve %0 olan, ve yokuşlarının başlangıç noktaları ile tepe noktaları arasındaki düşey yükseklik eşit ve 00 metredir. 0 00m 0 Amet yaptığı bir deneyde sürtünmesiz ortamda özdeş cisim, kalas ve takozlar kulanılarak oluşturulan aşağıdaki eğik düzlemlerde cisimleri dengeleyen kuvvetlerin büyüklüklerini ölçülüyor. 0N 0N Buna göre tabloda verilen bilgilerden doğru olanın karşısına (D), yanlış olanın karşısına (Y) yazınız. Buna göre Amet in yaptığı deneyle ilgili aşağıda verilen ifadelerdeki boşlukları doldurunuz. - uvvet kazançları arasında >> ilişkisi vardır. Bağımlı değişken: - Yokuşların başlangıç ve tepe noktaları arasındaki mesafeler arasında >> ilişkisi vardır. - Yokuşları çıkmaya çalışan araçların yaptığı işler arasında >> ilişkisi vardır. Bağımsız değişken: ontrol değişkeni: Araştırma sorusu:......? ÖRNE SORU - Aşağıda özdeş basamaklardan oluşan merdivenin bir bölümü verilmiştir. Yeliz yaptığı bir deneyde sürtünmesiz ortamda özdeş takozlar kulanılarak oluşturulan aşağıdaki eğik düzlemlerde ve uzunluğundaki kalaslar üzerindeki özdeş cisimleri dengeleyen kuvvetlerin büyüklüklerini ölçülüyor. X Eğik düzlem Y 0N 0N Merdiven basamağı Verilen merdivenle ilgili;. X uzunluğu artarsa kuvvet kazancı artar.. Y>X ise merdivende kuvvetten kayıp vardır.. Y uzunluğu artarsa kuvvet kazancı azalır. ifadelerinden angileri söylenebilir? A) Yalnız B) ve C) ve D), ve Buna göre Yeliz in yaptığı deneyle ilgili aşağıda verilen ifadelerdeki boşlukları doldurunuz. Bağımlı değişken: Bağımsız değişken: ontrol değişkeni: Araştırma sorusu:......? 5

6 ÇR Çıkrık Bir silindir ve bu silindirin taban merkezine perçinlenmiş koldan oluşan düzeneğe çıkrık denir. Aşağıdaki resimlerde kuyu çıkrığı ve bu çıkrığın yandan görünüşü verilmiştir. R r Çıkrığın yandan görünüşü R, çıkrık kolunun areketi sonucu oluşan dairenin yarıçapı(çıkrık kolunun uzunluğu) r, ipin sarıldığı silindirin yarıçapı uyu çıkrığı, su dolu kovayı ağırlığından daa az bir kuvvetle yukarı çıkarmak üzere tasarlanmıştır. uyu çıkrığında genellikle kuvvetten kazanç, yoldan kayıp vardır. Çalışma prensibi olarak çıkrık, desteğin ortada olduğu kaldıraç tipine benzemektedir. r R Destek uvvet Yük aldıraçlarda kullanılan x uvvet = Y x Yük bağıntısından yararlanarak çıkrık için aşağıdaki bağıntıyı yazabiliriz; Yük olu = r uvvet olu = R R x uvvet = r x Yükün ağırlığı uyu çıkrığı dışında el matkabı, kapı anatarı, et kıyma makinesi ve araba direksiyonu günlük yaşamda kullandığımız çıkrıklardır. Çıkrıkta R yani çıkrık kolunun uzunluğunun artması, kuvvet kazancını artırır. İp sarılan silindirin yarıçapı yani r azalırsa kuvvet kazancı artar. 6

7 ÇR 6 Çıkrıkla ilgili olarak tabloda verilen bilgilerden doğru olanın karşısına (D), yanlış olanın karşısına (Y) yazınız. Aşağıda,, ve M çıkrık silindirleri ve, ve çıkrık kolları verilmiştir. Buna göre aşağıdaki soruları cevaplayınız. uyu çıkrığı kuvvetten kazanç sağlar. Çıkrık Silindiri Çıkrık olu El matkabı ve anatar çıkrığa örnektir. Çıkrık kolunun uzunluğu artarsa yoldan kazanç da artar. r = 0 cm = 5 cm İpin sarıldığı silindirin yarıçapı azalırsa yoldan kayıp artar. = 0 cm ÖRNE SORU r = 8 cm - Aşağıda kuvvet kazancı sağlayan bir kuyu çıkrığı verilmiştir. M = 5 cm r, r = 6 cm Şekildeki çıkrık ile ilgili aşağıda verilenlerden angisi yanlıştır? A) Çıkrık kolunun boyu uygulanan kuvveti etkiler. B) Silindirin yarıçapı arttıkça kuvvet kazancı artar. C) Çıkrık kolu ve silindir yarıçapının aynı oranda artması kuvvet kazancını etkilemez. D) Çıkrık silindirinin genişliği kuvvet kazancını etkilemez. uvvet kazancının en büyük olması için çıkrık silindiri ve kolundan angi ikisi seçilmelidir? uvvet kazancının en az olması için çıkrık silindiri ve kolundan angi ikisi seçilmelidir? Günlük yaşamda kullandığımız aşağıdaki araçlardan angilerinde çıkrık kullanılır? 5- ÖRNE SORU r R F Direksiyon apı Anatarı ıyma Makinesi Yukarıda verilen çıkrıkta yükü dengeleyen F kuvvetinin değerinin azalması için aşağıdakilerden angisi yapılabilir? A) Çıkrık kolunun boyu azaltılabilir. El Matkabı Fndık ıracağı Pense B) Silindirin yarıçapı artırılabilir. C) ovadaki suyun bir bölümü dökülebilir. D) F kuvveti silindire yakın bir noktadan uygulanabilir. 7

8 ÇR 7 8 Aşağıda,, M ve N kuyu çıkrıklarının silindir yarıçapları ve çıkrık kolu uzunlukları verilmiştir. Çıkrık ve sabit makara kullanılarak oluşturulan aşağıdaki düzenekle ilgili soruları cevaplayınız. r = 8 cm = 5 cm M r = 0 cm = 0 cm M N 5 cm 6 cm cm cm = 5 cm r = 6 cm N r = 0 cm = 5 cm Aşağıda verilen ipotezleri test etmek için yukarıdaki çıkrıklardan angileri kullanılmalıdır? - Çıkrık kolu uzunluğu arttıkça kuvvet kazancı artar. - Silindir yarı çapı arttıkça kuvvet kazancı azalır ,, M ve N kolları kullanılarak yük dengede tutulduğunda kollara uygulanan kuvvetlerin büyüklüklerini karşılaştırınız.... ÖRNE SORU 6-Aşağıda verilen düzenekte cismi 90 N luk kuvvet ile dengelenmektedir. - Sistemde kullanılan basit makinelerden angileri kuvvetin yönünü değiştirir. 0 cm cm... uvvet Buna göre;. 0 cm lik çıkrık kolu 8 cm uzunluğunda çıkrık kolu ile değiştiriliyor.. cismi bir bölme destekten uzaklaştırılıyor.. Yarıçapı cm olan silindir, yarıçapı cm olan silindir ile değiştiriliyor. işlemlerinden angileri yapılırsa kuvvet kazancı artar? A) Yalnız B) Yalnız C) ve D) ve - Çıkrık kolu saat yönünde döndürülürse yük angi yönde areket eder?... - Silindir yarı çapı artırıldığında aşağıdakilerden angisi artar? + ile işaretleyiniz. Yükün yükselme miktarı uvvet kazancı 8

9 TEST azanım Ölçme Testi EĞİ DÜZEM/ÇR. F. Bilgi Eğik düzlemin yatayla yaptığı eğim açısı artarsa kuvvetten kazanç azalır. Yukarıda verilen kaldıraçla ilgili olarak aşağıdakilerden angisi yanlıştır? Şekil x F =50N Şekil y F =0N A) cisminin ağırlığı F ten büyüktür. B) uvvet kazancı sağlar. C) Yükseklik (), eğik düzlemin boyundan() büyüktür. D) İş ya da enerjiden kazanç sağlamaz, iş kolaylığı sağlar. Şekil F =0N cismi uygulanan kuvvetlerle dengede olduğuna göre, aşağıdakilerin angisinde eğik düzlemlerin eğim açıları olan x, y ve z nin büyüklükleri doğru olarak sıralanmıştır? z A) x < y < z B) y < x < z. Aşağıda verilen angisi eğik düzleme örnek değildir? C) z < x < y D) y < z < x A) Vida B) Bıçak 5. C) Balta D) Cımbız.. = 0 cm = 00 cm F. = 0 cm = 80 cm F. Yukarıda verilen iki eğik düzlem üzerinde ölçüm yapan bir öğrenci, aşağıdakilerden angisini araştırıyor olabilir? A) Cisimin ağırlığının kuvvete olan etkisini. uzunluğunda özdeş düzlemler ve özdeş takozlardan oluşan eğik düzlemlerde kuvvet kazancının büyükten küçüğe sıralanışı angisinde verilmiştir? A),, B),, C),, D),, B) Eğik düzlemin boyunun kuvvet kazancına etkisini. C) Eğik düzlemin boyunun cismin ağırlığına etkisini. D) Eğik düzlemin yüksekliğinin kuvvet kazancına etkisini 9

10 EĞİ DÜZEM 6. r=5 R=0 8. Aşağıdaki şekillerde çıkrık ve eğik düzlem modelleri verilmiştir. X F r=8 R=0 X Yukarıda verilen çıkrıklarla ölçüm yapan bir öğrenci aşağıdakilerden angisini araştırıyor olabilir? A) Çıkrık kolunun kuvvet kazancına etkisi B) Silindirin yarıçapının kuvvet kazancına etkisi C) Yükün büyüklüğünün kuvvete olan etkisi D) Çıkrık silindirinin genişliğinin kuvvet kazancına etkisi Yukarıda verilen basit makinelere aşağıdakilerden angisi örnek olarak verilebilir? A) Balta El arabası B) Bıçak Anatar C) Merdiven Maşa D) Cımbız El matkabı amyona yük yükleyen bir kişi aşağıdaki gibi rampayı kullanıyor. r=7 cm R= cm F=0 N r=7 cm X R=5 cm F= N 0 Buna göre;. Rampa kuvvet kazancı sağlamak amacıyla kullanılabilir.. Rampanın boyu artarsa kuvvet kazancı artar.. Rampa kullanıldığında arcanan enerji daa az olur. ifadelerinden angileri doğrudur? A) Yalnız B) Yalnız C) ve D) ve Yukarıda verilen iki çıkrık modeli üzerinde ölçüm yapan bir öğrenci, aşağıdakilerden angisini araştırıyor X olabilir? A) Cisimin ağırlığının kuvvete olan etkisini B) Çıkrık kolu uzunluğunun kuvvet kazancına etkisini C) Çıkrık kolu uzunluğunun cismin ağırlığına etkisini D) Silindir çapının kuvvet kazancına etkisini

11 CEVAPAR. FÖY (EĞİ DÜZEM/ÇR) : a Eğim açısı Eğik düzlemin yüksekliği Eğik düzlemin boyu : F >F >F / Artırır. : F >F / Azaltır : ve 5: -D -D -Y -D 6: z>y>x / azalır. 7: -D -D -Y 8: -Y -Y -D -D 9: Arda ve Sinan ÖRNE SORU-: D 0: -D -Y -D -Y ÖRNE SORU-: D : -D -Y -Y ÖRNE SORU-: B : Bağımlı değişken: uvvet kazancı Bağımsız değişken: Yükseklik ontrol değişkeni: Eğik düzelemin boyu Yükseklik kuvvet kazancını etkiler mi? : Bağımlı değişken: uvvet kazancı Bağımsız değişken: Eğik düzelemin boyu ontrol değişkeni: Yükseklik Eğik düzelemin boyu kuvvet kazancını etkiler mi? : -D -D -Y -D ÖRNE SORU-: B 5: Direksiyon, apı anatarı, ıyma makinesi, El matkabı 6: M- - 7: - M-N - - ÖRNE SORU-6: B 8: - <N<<M - Sabit makara - Aşağı - uvvet kazancı TEST : -C -D -A -D 5-B 6-B 7-C 8-B 9-B