LGS Soru Bankası / Fen Bilimleri / Basit Makineler

9. Basit Makineler

Bu bölümde soruları ve açıklamalarını inceleyebilirsin.

5. Ünite: Basit Makineler

Soru 1 · Pekiştirme · Makaralar ve palanga· F.8.5.1.1
Bir inşaatta aynı yük, şekildeki K, L ve M düzenekleriyle aynı yüksekliğe kaldırılıyor. K'de tek bir sabit makara, L'de tek bir hareketli makara, M'de bir hareketli ve bir sabit makara kullanılıyor; oklar ipin serbest ucunun çekildiği yönü gösteriyor. Sürtünmeler ve makara ağırlıkları önemsenmiyor.
Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
1. A)
  K düzeneğinde yükü kaldırmak için yükün ağırlığından daha küçük bir kuvvet yeterlidir.
2. B)
  L düzeneğinde ipin serbest ucu, yükün yükseldiği yol kadar çekilir.
3. C)
  M düzeneğinde hem kuvvetin yönü değişir hem de kuvvetten kazanç sağlanır.
4. D)
  L düzeneğinde yükü kaldırmak için yapılan iş, K düzeneğindekinden azdır.
İpucu
- Her makara türünün kuvvetin büyüklüğünü mü, yönünü mü, yoksa ikisini birden mi değiştirdiğini düşün.
- Kuvvetten kazanç sağlayan bir makinenin bunun karşılığında neyden kaybettirdiğini ve işin neden değişmediğini hatırla.
Cevap ve çözüm
Doğru cevap: C
1. Sabit makara (K) yalnız kuvvetin yönünü değiştirir; uygulanan kuvvet yükün ağırlığına eşittir.
2. Hareketli makara (L) kuvvetten kazanç sağlar ama yoldan kaybettirir: ipin ucu yükün yükseldiğinden daha uzun bir yol çekilir.
3. Basit makineler işten kazanç sağlamaz; aynı yük aynı yüksekliğe kaldırıldığı için K ve L'de yapılan iş aynıdır.
4. M bir palangadır: hareketli makara kuvvetten kazanç sağlar, sabit makara da ipin aşağı çekilmesini, yani yön değişimini sağlar.

Soru 2 · LGS düzeyi · Kaldıraç· F.8.5.1.1

Ela, ağır bir taşı uzun ve sağlam bir çubuk ile çubuğun altına koyduğu küçük bir kaya parçası (destek) yardımıyla kaldırmak istiyor. Çubuğun bir ucu taşın altında, diğer ucuna Ela aşağı doğru kuvvet uyguluyor; çubuğun ağırlığı önemsenmiyor. Ela desteği şekildeki gibi üç farklı yere koyarak deniyor:

Deneme	Desteğin yeri	Ela'nın gözlemi
1	Taşa yakın	Taşı en az zorlanarak kaldırdı.
2	Taş ile Ela'nın tam ortası	Taşın ağırlığı kadar kuvvet uygulayarak taşı kaldırdı.
3	Ela'ya yakın	Taşı kaldıramadı.

Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?

A)
Taşı aynı yüksekliğe kaldırmak için Ela'nın ittiği yol 1. denemede 2. denemedekinden uzundur.
B)
1. denemede Ela, taşı kaldırırken hem kuvvetten hem de yoldan kazanç sağlar.
C)
Destek taş ile Ela'nın tam ortasındayken kuvvetten kazanç en büyük olur.
D)
Üç denemede de Ela'nın uyguladığı kuvvetin yönü ile taşın hareket yönü aynıdır.

İpucu

Ela'nın zorlanması desteğin yerine göre nasıl değişiyor? Tablodaki gözlemleri sırayla oku.
Kuvvetten kazanç sağlanan durumda neyin karşılığında kazanç sağlandığını ve Ela ile taşın hareket yönlerini düşün.

Cevap ve çözüm

Doğru cevap: A

Bu kaldıraçta destek, taş (yük) ile Ela'nın kuvveti arasındadır.
Destek taşa yaklaştıkça Ela'nın kuvvet uyguladığı kol uzar; daha küçük kuvvet yeter. Gözlem de 1. denemede en az zorlandığını gösteriyor.
Basit makineler işten kazanç sağlamaz: kuvvetten kazanç sağlanan 1. denemede Ela'nın ittiği uç, taşı aynı yüksekliğe çıkarmak için daha uzun bir yol alır.
Destek ortadayken kuvvetten kazanç yoktur (taşın ağırlığı kadar kuvvet gerekir). Ela aşağı iterken taş yukarı kalktığı için kuvvetin yönü değişir.

Soru 3 · Pekiştirme · Kaldıraç türleri· F.8.5.1.1

Bir öğrenci üç araçta desteğin, kuvvetin uygulandığı yerin ve yükün yerini inceleyip tabloya yazıyor.

Araç	Destek	Kuvvetin uygulandığı yer	Yük
Makas	İki kolu birleştiren vida	Sapların ucu	Ağızların arasındaki kâğıt
El arabası	Tekerleğin mili	Sapların ucu	Kasadaki kum (tekerlek ile saplar arasında)
Cımbız	İki kolun birleştiği uç	Kolların orta kısmı	Uçların tuttuğu kıl

Bu araçlarla ilgili şu yargılar ileri sürülüyor:

I. El arabasıyla kum taşınırken kuvvetten kazanç sağlanır.
II. Cımbızla kıl tutulurken yoldan kazanç sağlanır.
III. Makasla kâğıt kesilirken kuvvetten kazanç sağlanır.

Tablodaki bilgilere göre bu yargılardan hangileri kesinlikle doğrudur?

A)
Yalnız I
B)
I ve II
C)
I ve III
D)
I, II ve III

İpucu

Her araçta destek, kuvvet ve yükten hangisinin ortada kaldığını tablodan belirle.
Ortada kalan öğenin hangisi olduğu, kazancın her zaman mı yoksa duruma göre mi sağlanacağını belirler.

Cevap ve çözüm

Doğru cevap: B

El arabasında yük, destek (tekerlek) ile kuvvet arasındadır: yük ortadaki kaldıraç. Kuvvet desteğe yükten hep daha uzak olduğundan her zaman kuvvetten kazanç sağlanır; I doğru.
Cımbızda kuvvet, destek ile yük arasındadır: kuvvet ortadaki kaldıraç. Kuvvetten hep kayıp vardır, buna karşılık uçlar parmaklardan daha uzun yol alır; yoldan kazanç sağlanır. II doğru.
Makasta destek ortadadır. Kâğıt vidaya yakınsa kuvvetten kazanç, ağzın ucundaysa kuvvetten kayıp olur; kazanç desteğin yüke ve kuvvete uzaklığına bağlıdır. III kesinlikle doğru değildir. Kesinlikle doğru olanlar I ve II'dir.

Soru 4 · LGS düzeyi · Eğik düzlem· F.8.5.1.1
Bir depoda görevliler özdeş kolileri, sürtünmenin önemsenmediği bir rampa üzerinde iterek yerden 1 m yükseklikteki kamyon kasasına çıkaracak. Depoda üç rampa vardır; bilgileri tabloda verilmiştir.
Rampa Rampanın uzunluğu Kasanın yerden yüksekliği Rampanın yerde kapladığı uzunluk
K 2 m 1 m 1,7 m
L 3 m 1 m 2,8 m
M 4 m 1 m 3,9 m
Kamyon ile depo kapısı arasında 3 m boşluk vardır; bu yüzden rampa yerde en fazla 3 m yer kaplayabilir. Görevliler, kurulabilen rampalar arasından koliyi en küçük kuvvetle itebilecekleri rampayı seçmek istiyor.
Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
1. A)
  M rampası seçilmelidir; bu rampada koli üç rampa içinde en küçük kuvvetle itilir ve yapılan iş K'dekiyle aynıdır.
2. B)
  K rampası seçilmelidir; bu rampada koli en kısa yolu aldığı için L'dekinden daha küçük kuvvetle itilir.
3. C)
  L rampası seçilmelidir; bu rampada koli K'dekinden daha küçük kuvvetle itilir ve yapılan iş de K'dekinden azdır.
4. D)
  L rampası seçilmelidir; bu rampada koli K'dekinden daha küçük kuvvetle itilir ve yapılan iş K'dekiyle aynıdır.
İpucu
- Önce rampaların yerde kapladığı uzunlukları kamyon ile kapı arasındaki boşlukla karşılaştır.
- Kurulabilen rampalarda yükseklik aynı kalırken uzunluk eğimi nasıl değiştirir? Kuvvetten kazanç sağlandığında iş için ne söylendiğini de hatırla.
Cevap ve çözüm
Doğru cevap: D
1. Rampa yerde en fazla 3 m kaplayabilir. M rampası yerde 3,9 m kapladığı için kurulamaz; seçim K ile L arasındadır.
2. K ve L aynı yüksekliğe çıkar; uzun olan L rampasının eğimi daha azdır. Eğik düzlemde eğim azaldıkça koliyi itmek için gereken kuvvet azalır, buna karşılık alınan yol uzar. Kurulabilen rampalar içinde koli en küçük kuvvetle L'de itilir; L seçilmelidir.
3. Basit makineler işten kazanç sağlamaz: özdeş koliler aynı yüksekliğe çıkarıldığı için sürtünmesiz rampalarda yapılan iş L'de de K'de de aynıdır.
4. M en az eğimli rampa olsa da yer koşulunu sağlamaz; K ise en dik rampadır ve en büyük kuvvet orada gerekir.
Soru 5 · Pekiştirme · Eğik düzlem· F.8.5.1.1
Dağlık bölgelerde tepeye çıkan yollar çoğu zaman yamaca en kısa yoldan dik bir biçimde tırmanmaz; yamacın çevresini dolanan virajlı yollar biçiminde yapılır. Bir öğrenci aynı tepeye çıkan özdeş iki aracı karşılaştırıyor. Araçlardan biri yamaca en kısa yoldan tırmanan dik yoldan, diğeri virajlı yoldan çıkıyor. Hava direnci ve kayıplar önemsenmiyor. Öğrenci şu yargıları yazıyor:
I. Virajlı yoldaki araç tepeye daha küçük bir kuvvetle çıkabilir; bunun karşılığında daha uzun yol alır.
II. Virajlı yoldaki araç tepeye çıkarken dik yoldaki araçtan daha az iş yapar.
III. Ağır bir koliyi kamyona tahta bir rampa üzerinden itmek de virajlı yolla aynı basit makineden yararlanmaktır.
Bu yargılardan hangileri doğrudur?
1. A)
  Yalnız I
2. B)
  I ve III
3. C)
  II ve III
4. D)
  I, II ve III
İpucu
- Aynı yüksekliğe uzun bir yoldan çıkmak, yolun eğimini nasıl değiştirir?
- Basit makinelerin iş ile ilgili ortak özelliğini ve virajlı yolun hangi basit makineye örnek olduğunu düşün.
Cevap ve çözüm
Doğru cevap: B
1. Virajlı yol da yamaca en kısa yoldan tırmanan dik yol da aynı yüksekliğe çıkar; virajlı yol daha uzun olduğu için eğimi daha azdır.
2. Eğik düzlemde eğim azaldıkça gereken kuvvet azalır, alınan yol uzar. I doğrudur.
3. Basit makineler işten kazanç sağlamaz; özdeş araçlar aynı yüksekliğe çıktığından kayıplar önemsenmediğinde yapılan iş aynıdır. II yanlıştır.
4. Virajlı yol, yamaca yerleştirilmiş uzun bir eğik düzlemdir; kamyona dayanan tahta rampa da bir eğik düzlemdir. III doğrudur. Doğru olanlar I ve III'tür.
Soru 6 · Kavrama · Kol ve mil düzenekleri· F.8.5.1.1
Bir köydeki iki kuyuda, özdeş su kovaları çıkrıkla aynı derinlikten yukarı çekiliyor. Çıkrıklarda ip, kolla birlikte dönen mile sarılıyor. Sürtünmeler ve ipin ağırlığı önemsenmiyor.
Çıkrık Kolun uzunluğu Milin kalınlığı
P 30 cm Aynı
R 50 cm Aynı
Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
1. A)
  Kovayı yukarı çıkarırken R çıkrığında kolu çeviren el, P'dekinden daha uzun yol alır.
2. B)
  Kovayı yukarı çıkarırken P çıkrığında kolu çevirmek için gereken kuvvet, R'dekinden daha küçüktür.
3. C)
  Kovayı yukarı çıkarırken R çıkrığında kol, P'dekinden daha fazla tur döndürülür.
4. D)
  Milleri aynı kalınlıkta olduğu için iki çıkrıkta da kolu çevirmek için gereken kuvvet aynıdır.
İpucu
- Kolun uzunluğu değişince hangi büyüklüklerin değiştiğini, hangilerinin aynı kaldığını ayrı ayrı düşün.
- Kovanın yükseldiği yol ile kolu çeviren elin aldığı yolu birbirinden ayırarak düşün.
Cevap ve çözüm
Doğru cevap: A
1. Çıkrıkta kolun uzunluğu arttıkça kolu çevirmek için gereken kuvvet azalır: R'de kuvvet P'dekinden küçüktür.
2. Millerin kalınlığı aynı olduğu için bir turda mile aynı uzunlukta ip sarılır; kovayı aynı yüksekliğe çıkarmak için iki çıkrıkta da kol aynı sayıda tur döner.
3. Uzun kolun ucu her turda daha büyük bir çember çizer; aynı tur sayısında R'deki el daha uzun yol alır.
4. Bu, kuvvetten kazancın yoldan kayıpla ödendiğini gösterir; basit makineler işten kazanç sağlamaz.

Rampa	Rampanın uzunluğu	Kasanın yerden yüksekliği	Rampanın yerde kapladığı uzunluk
K	2 m	1 m	1,7 m
L	3 m	1 m	2,8 m
M	4 m	1 m	3,9 m

Çıkrık	Kolun uzunluğu	Milin kalınlığı
P	30 cm	Aynı
R	50 cm	Aynı

Soru 7 · Kavrama · Makaralar ve palanga· F.8.5.1.1

Bir okulda iki iş için makara düzeneği kurulacak. Sürtünmeler ve makara ağırlıkları önemsenmiyor.

İş	İstenen
1. Bayrağı direğin tepesine çekmek	Görevli yerde durup ipi aşağı doğru çekecek; bayrak hafif olduğu için kuvvetten kazanç gerekmiyor.
2. Ağır bir klima motorunu çatıya çıkarmak	Görevli yerde durup ipi aşağı doğru çekecek ve motoru, ağırlığından daha küçük bir kuvvetle kaldırabilecek.

Bu işler için en uygun düzenekler aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

A)
1. iş: tek hareketli makara; 2. iş: palanga
B)
1. iş: tek sabit makara; 2. iş: palanga
C)
1. iş: tek hareketli makara; 2. iş: tek hareketli makara
D)
1. iş: tek sabit makara; 2. iş: tek hareketli makara

İpucu

Her iş için iki soruyu ayrı ayrı yanıtla: kuvvetin yönü değişmeli mi, kuvvetten kazanç gerekli mi?
Seçtiğin düzeneğin, o işte istenen her koşulu tek başına karşılayıp karşılamadığını tek tek denetle.

Cevap ve çözüm

Doğru cevap: B

Sabit makara kuvvetin yönünü değiştirir, kuvvetten kazanç sağlamaz. Hareketli makara kuvvetten kazanç sağlar, yönü değiştirmez (ip yukarı çekilir). Palanga, ikisini birlikte sağlar.
1. işte yalnız yön değişimi (aşağı çekerek bayrağı yukarı çıkarmak) isteniyor: tek sabit makara yeterlidir; tek hareketli makarada ip yukarı çekilmek zorunda kalır.
2. işte hem yön değişimi (aşağı çekmek) hem kuvvetten kazanç isteniyor: tek sabit makara kuvvetten kazanç sağlamaz, tek hareketli makara yönü değiştirmez. İkisini birden sağlayan palangadır.
Uygun eşleştirme: 1. iş için tek sabit makara, 2. iş için palanga.

Soru 8 · Pekiştirme · Hipotez sınama — basit makineler· F.8.5.1.1
Ali şu hipotezi sınamak istiyor: "Hareketli makara, bir yükü kaldırmak için gereken kuvveti azaltır."
Elinde özdeş tuğlalar, bir sabit makara, bir hareketli makara, ip ve ipin ucundaki kuvveti ölçen bir dinamometre var. Sürtünmeler ve makara ağırlıkları önemsenmiyor.
Ali hipotezini sınamak için aşağıdaki planlardan hangisini uygulamalıdır?
1. A)
  Bir tuğlayı sabit makarayla, iki tuğlayı hareketli makarayla kaldırıp iki dinamometre değerini karşılaştırmak
2. B)
  Hareketli makarayla önce bir, sonra iki tuğla kaldırıp iki dinamometre değerini karşılaştırmak
3. C)
  Bir tuğlayı hareketli makarayla kaldırıp yalnız bu dinamometre değerini kaydetmek
4. D)
  Bir tuğlayı önce sabit makarayla, sonra hareketli makarayla kaldırıp iki dinamometre değerini karşılaştırmak
İpucu
- Hipotezde hangi şey değiştiriliyor, hangi şey ölçülüyor?
- İki denemede değiştirilen değişken dışında her şeyin aynı kalması gerekir; seçeneklerde değişenleri tek tek say.
Cevap ve çözüm
Doğru cevap: D
1. Hipotezde değiştirilecek değişken makara türüdür; ölçülecek değişken ipin ucundaki kuvvettir (dinamometre değeri).
2. Farkın yalnız makaradan geldiğini söyleyebilmek için yük (tuğla sayısı) iki denemede aynı kalmalıdır.
3. Sabit makara kuvvetten kazanç sağlamadığı için karşılaştırma ölçütü olur: bu denemede dinamometre tuğlanın ağırlığını gösterir.
4. Aynı tuğla hareketli makarayla kaldırıldığında dinamometre daha küçük değer gösterirse hipotez desteklenir.

Soru 9 · Pekiştirme · Birleşik makineler· F.8.5.1.1

Birden çok basit makinenin bir arada kullanıldığı araçlara birleşik makine denir. Bir öğrenci iki birleşik makinenin bazı parçalarını inceliyor:

Makine	Parça	Nasıl çalışıyor?
Bisiklet	Pedal kolu ve ön dişli	Pedala basılınca pedal kolu, ön dişliyi kendi ekseni etrafında döndürür.
Bisiklet	Fren kolu	Kol, bir ucundaki menteşe etrafında döner; el kolu menteşeden uzak yerinden sıkar, fren teli menteşeye yakın bir yerden çekilir.
Kıyma makinesi	Kol ve mil	Kol çevrilince mil kendi ekseni etrafında döner ve eti bıçağa doğru iter.

Bu bilgilere göre aşağıdakilerden hangisi söylenemez?

A)
İki makine de birden çok basit makineden oluştuğu için işten kazanç sağlar.
B)
Bisikletin fren kolu, kuvvetten kazanç sağlayan bir kaldıraçtır.
C)
Pedal kolu ile ön dişli ve kıyma makinesinin kolu ile mili, çıkrık gibi çalışır.
D)
Kıyma makinesinin kolu daha uzun olsaydı kolu çevirmek için daha küçük kuvvet gerekirdi.

İpucu

Tablodaki her parçayı bildiğin bir basit makineyle eşleştir.
Basit makineler bir araya geldiğinde, her birinin tek başına iş için taşıdığı özellik değişir mi?

Cevap ve çözüm

Doğru cevap: A

Bisiklette pedal kolu ile ön dişli, kıyma makinesinde kol ile mil çıkrık gibi çalışır: kol, kendi ekseni etrafında dönen bir mili döndürür.
Fren kolunda menteşe destek, elin sıktığı nokta kuvvet, fren teli yüktür. Yük desteğe yakın, kuvvet uzak olduğu için fren kolu kuvvetten kazanç sağlayan bir kaldıraçtır.
Çıkrıkta kol uzadıkça gereken kuvvet azalır; uzun kollu kıyma makinesi daha küçük kuvvetle çevrilir.
Birleşik makineler de basit makinelerden oluştuğu için işten kazanç sağlamaz; kuvvetten kazanç varsa yoldan kayıp vardır. Söylenemeyecek olan, işten kazanç sağlandığıdır.

Soru 10 · Pekiştirme · Kaldıraç türleri· F.8.5.1.1
Can, küreğin ağzındaki karı yukarı kaldırıp atıyor. Sol eliyle sapın en üst ucunu tutuyor ve bu eli neredeyse hiç kıpırdatmıyor; sapı bu nokta etrafında döndürüyor. Sağ eliyle sapın ortasından yukarı doğru kuvvet uyguluyor. Kar, sapın öbür ucundaki küreğin ağzında duruyor. Küreğin ağırlığı önemsenmiyor.
Buna göre aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
1. A)
  Can'ın sağ eliyle uyguladığı kuvvet, karın ağırlığından daha küçüktür.
2. B)
  Kürek kuvvetten kazanç sağlamadığı için bu kullanımda basit makine sayılmaz.
3. C)
  Can'ın sağ eli kısa bir yol alırken küreğin ağzı daha uzun bir yol alır.
4. D)
  Kuvvetten kayıp olduğu için Can'ın sağ eli küreğin ağzından daha uzun bir yol alır.
İpucu
- Can'ın hangi eli destek görevi görüyor? Destek, kuvvet ve yükten hangisi ortada kalıyor?
- Bir sopa bir ucu etrafında dönerken ortasındaki nokta ile öbür ucunun aldığı yolları karşılaştır.
Cevap ve çözüm
Doğru cevap: C
1. Sol elin tuttuğu üst uç sabit kaldığı için destektir; sağ el kuvvet, ağızdaki kar yüktür. Kuvvet, destek ile yük arasındadır: kuvvet ortadaki kaldıraç.
2. Kuvvet desteğe yükten daha yakın uygulandığı için kuvvetten kayıp vardır; sağ el karın ağırlığından daha büyük kuvvet uygular.
3. Sap üst uç etrafında dönerken ortadaki nokta kısa, uçtaki ağız uzun bir yay çizer: kuvvetten kayıp, yoldan kazançla karşılanır.
4. Kürek bu kullanımda yoldan (ve hızdan) kazanç sağlayan bir basit makinedir; işten kazanç yine yoktur.