Basit Makineler Yeni Nesile Geçiş Test Çöz

Sorular

1. Bir fabrikadaki montaj bandı mekanizmasında yarıçapları sırasıyla $r$ ve $3r$ olan eş merkezli $K$ ve $L$ kasnakları kullanılmaktadır. Bu kasnaklardan küçük olan $K$ kasnağına sarılı ipin ucu sabitleştirilmiş süratle $12\pi r$ kadar çekilmektedir. Bu işlem sonucunda eş merkezli kasnakların dönme sayısı $n$ ve büyük $L$ kasnağının çevresine sarılı olan bandın ilerleme miktarı $x$ aşağıdakilerden hangisidir?

   • A) $n = 3$ tur, $x = 12\pi r$
   • B) $n = 6$ tur, $x = 18\pi r$
   • C) $n = 2$ tur, $x = 24\pi r$
   • D) $n = 4$ tur, $x = 12\pi r$
   • E) $n = 6$ tur, $x = 36\pi r$

2. Bir malzeme test laboratuvarında bir vida mekanizmasına uygulanan tork ve tur sayısı incelenmektedir. Yarıçapı $R = 20\text{ cm}$ olan kol yardımıyla vida adımı $a = 2\text{ mm}$ olan bir vida homojen bir tahta bloğa çakılmaktadır. Vida tahtaya tam olarak $5\text{ cm}$ saplandığında, bloğun gösterdiği ortalama direnç kuvveti $F_R = 1200\text{ N}$ olduğuna göre vidayı döndürmek için uygulanan minimum $F$ kuvveti kaç $\text{N}$'dur? ($\pi = 3$ alınız.)

   • A) 10
   • B) 15
   • C) 2
   • D) 20
   • E) 4

3. Antik Çağ'dan bu yana tarımsal sulamada kullanılan Arşimet Vidası, eğimli bir silindir içine yerleştirilmiş helis şeklindeki vida yapısından oluşur. Dışarıdan uygulanan bir tork ile vida döndürüldükçe alt havuzdaki su yukarı taşınır. Bu mekanizmanın çalışma prensibi göz önüne alındığında, Arşimet Vidası hangi iki temel basit makinenin birleşimi olarak tanımlanabilir?

   • A) Kaldıraç ve Çıkrık
   • B) Eğik Düzlem ve Çıkrık
   • C) Makara ve Eğik Düzlem
   • D) Vida ve Kama
   • E) Kaldıraç ve Dişli Çark

4. Maden ocağındaki bir bileşik basit makine mekanizması; eğik düzlem ve çıkrık sistemlerinin birleştirilmesiyle oluşturulmuştur. Eğik düzlem yüksekliği $h$, boyu $3h$'dir. Çıkrığın kuvvet kolu yarıçapı $R = 4r$, silindir yarıçapı ise $r$'dir. Eğik düzlem üzerindeki maden arabası bir ip ile çıkrık silindirine bağlıdır. Sürtünmeler ihmal edildiğine göre, bu bileşik sistemin toplam kuvvet kazancı kaçtır?

   • A) 7
   • B) 12
   • C) 4
   • D) 3
   • E) 16

5. Bir fizik laboratuvarında basit makinelerin verimini inceleyen öğrenciler, ağırlığı ve sürtünmesi önemsez makaralar yerine, her birinin ağırlığı $P$ olan makaralarla kurulu hareketli makara sistemini test etmektedir. $G$ ağırlıklı yük, hareketli makaraya asılıp ipin ucundan $F$ kuvvetiyle düşey yukarı çekilerek $h$ kadar yükseltilmektedir. Sistemin mekanik verimi $\%80$ olarak ölçüldüğüne göre, kaldırılan yükün ağırlığı $G$ kaç $P$'dir?

   • A) $2P$
   • B) $3P$
   • C) $4P$
   • D) $5P$
   • E) $8P$

6. Bir marangoz, vida adımı $a$ olan bir vidayı $R$ uzunluğundaki tornavida kolunun ucuna $F$ kuvveti uygulayarak ahşap bloğa sabitleştirmektedir. Vidanın tahta blok içinde tam bir tur atarak $a$ kadar ilerlemesi sürecinde tahta bloğun vidaya uyguladığı ortalama direnç kuvveti $F_R$ olmaktadır. Vida adımı $a$ yarıya indirilip diğer parametreler sabit tutulursa, direnç kuvvetini yenmek için gereken minimum kuvvet $F$ nasıl etkilenir?

   • A) İki katına çıkar.
   • B) Değişmez.
   • C) Yarıya düşer.
   • D) Dört katına çıkar.
   • E) Dörtte birine düşer.

7. Tarihi bir su kuyusundan su çekmek için kullanılan çıkrık sisteminde, silindir yarıçapı $r$, kol yarıçapı $R = 3r$'dir. Kuyu kovası $G$ ağırlığında olup çıkrık koluna uygulanan teğetsel $F$ kuvveti ile sabitleştirilmiş hızla yukarı çıkarılmaktadır. Çıkrık kolu $n$ tur döndürüldüğünde kovanın yükselme miktarı $h$ olmaktadır. Buna göre, çıkrık kolunun yarıçapı $R$ iki katına çıkarılırsa kovanın yükselme miktarı ve kuvvet kazancı nasıl değişir?

   • A) Yükselme miktarı artar, kuvvet kazancı değişmez.
   • B) Yükselme miktarı değişmez, kuvvet kazancı azalır.
   • C) Yükselme miktarı iki katına çıkar, kuvvet kazancı iki katına çıkar.
   • D) Yükselme miktarı yarıya düşer, kuvvet kazancı değişmez.
   • E) Yükselme miktarı değişmez, kuvvet kazancı artar.

8. İnsan vücudundaki dirsek eklemi ve pazu kası (biceps) bir kaldıraç mekanizması olarak çalışır. Ön kol kemiği dirsek noktasından destek alırken pazu kası dirseğe yakın bir noktadan kemiğe tutunarak kuvvete karşılık gelir, elde tutulan cisim ise yüktü oluşturur. Bu kaldıraç sistemi ile ilgili olarak aşağıdaki ifadelerden hangisi doğrudur?

   • A) Kuvvetten kayıp, yoldan kazanç sağlayan bir kaldıraç tipidir.
   • B) Kuvvet kazancı 1'den büyük olduğu için kasın uyguladığı kuvvet yükten küçüktür.
   • C) Destek noktası kuvvet ile yükün tam ortasındadır.
   • D) Yükün hareket miktarı, kasın kısalma miktarından daha azdır.
   • E) Yoldan kayıp vererek işten kazanç elde edilmesini sağlar.

9. Bir lojistik firmasında çalışan mühendis, ağır kolileri kamyon kasasına yüklemek için tasarlanan sürtünmeli eğik düzlem mekanizmasının mekanik verimini ölçmektedir. Yük yüksekliği $h$, eğik düzlem boyu $L$ olan sistemde $G$ ağırlığındaki koli, eğik düzleme paralel sabit $F$ kuvveti ile sabitleştirilmiş süratle en üst noktaya çıkarılmaktadır. Bu sistemin mekanik verimini artırmak isteyen bir teknik ekibin uygulayacağı işlemlerden hangisi hedeflenen amacı kesinlikle sağlar?

   • A) Eğik düzlem boyu $L$'yi artırıp eğim açısını küçültmek
   • B) Yükün ağırlığı olan $G$ değerini azaltmak
   • C) Koliyi daha büyük bir sabit hızla yukarıya çekmek
   • D) Eğik düzlem yüzeyi ile koli arasındaki sürtünme katsayısını azaltmak
   • E) Eğik düzlem yüksekliği $h$'yi sabit tutarak boyu $L$'yi iki katına çıkarmak

Doğru cevaplar ve adım adım çözümler testi tamamladıktan sonra gösterilir.