Kaldıraç, kasnak, eğik düzlem, vida, çıkrık gibi basit makineler.
Konu Anlatımı
11. Sınıf Fizik Basit Makineler Konu Anlatımı
Günlük hayatımızda birçok işi daha kolay yapabilmek için çeşitli araçlardan yararlanırız. Bir kapağı açarken tornavida kullanmak, ağır bir yükü rampa ile yukarı çıkarmak ya da kuyudan su çekerken makara kullanmak bu araçların en basit örnekleridir. İşte basit makineler, bir kuvvetin yönünü veya büyüklüğünü değiştirerek işimizi kolaylaştıran mekanik düzeneklerdir. 11. Sınıf Fizik Basit Makineler konusu, Kuvvet ve Hareket ünitesinin en temel ve en çok soru çıkan alt başlıklarından biridir. Bu rehberde kaldıraç, makara, palanga, eğik düzlem, çıkrık ve dişli çark gibi basit makine türlerini ayrıntılı biçimde inceleyeceğiz.
Basit Makine Nedir?
Basit makine, uygulanan kuvvetin yönünü, doğrultusunu veya büyüklüğünü değiştirerek bir işin daha kolay yapılmasını sağlayan mekanik araçlardır. Basit makinelerde temel ilke enerjinin korunumu ve işin korunumu ilkesidir. Yani basit makineler işten kazanç sağlamaz; yalnızca kuvvetten veya yoldan kazanç sağlayabilir. Eğer kuvvetten kazanç sağlanıyorsa yoldan kayıp yaşanır, yoldan kazanç sağlanıyorsa kuvvetten kayıp yaşanır. Sürtünme ihmal edildiğinde yapılan iş her zaman sabit kalır.
Matematiksel olarak bu ilkeyi şu şekilde ifade edebiliriz:
F × d_F = G × d_G
Burada F uygulanan kuvveti, d_F kuvvetin uygulandığı yolu, G yükü (kaldırılacak ağırlığı), d_G ise yükün aldığı yolu gösterir. Bu eşitlik, basit makinelerde yapılan işin her iki tarafta da eşit olduğunu ifade eder.
Kuvvet Kazancı (Verim) Kavramı
Basit makinelerde kuvvet kazancı, yükün (G) uygulanan kuvvete (F) oranıdır ve şu şekilde hesaplanır:
Kuvvet Kazancı = G / F
Eğer kuvvet kazancı 1'den büyükse makine kuvvetten kazanç sağlar; 1'den küçükse yoldan kazanç sağlar; 1'e eşitse yalnızca kuvvetin yönünü değiştirir. Gerçek hayatta sürtünme nedeniyle basit makinelerin verimi %100'ün altında kalır. Verim şu formülle hesaplanır:
Verim (η) = (Yapılan Yararlı İş / Yapılan Toplam İş) × 100
1. Kaldıraç
Kaldıraç, bir destek noktası (fulkrum) etrafında dönebilen sert bir çubuktan oluşan basit makinedir. Kaldıracın çalışma prensibi tork (moment) dengesine dayanır. Kaldıraçta denge sağlandığında, destek noktasına göre saat yönündeki momentler toplamı, saat yönünün tersindeki momentler toplamına eşittir.
F × l_F = G × l_G
Bu denklemde l_F kuvvet kolunu (uygulanan kuvvetin destek noktasına uzaklığı), l_G ise yük kolunu (yükün destek noktasına uzaklığı) gösterir.
Kaldıraç Türleri
Birinci Tür Kaldıraç: Destek noktası, kuvvet ile yük arasındadır. Tahterevalli, makas, kerpeten ve terazi birinci tür kaldıraca örnektir. Bu tür kaldıraçlarda hem kuvvetten hem de yoldan kazanç sağlanabilir; bu durum kuvvet kolu ile yük kolunun uzunluk oranına bağlıdır. Eğer kuvvet kolu yük kolundan uzunsa kuvvetten kazanç sağlanır. Eğer yük kolu kuvvet kolundan uzunsa yoldan kazanç sağlanır. İkisi eşitse yalnızca yön değişir.
İkinci Tür Kaldıraç: Yük, destek noktası ile kuvvet arasındadır. El arabası, fındık kıracağı, şişe açacağı ve kapı ikinci tür kaldıraca örnektir. İkinci tür kaldıraçlarda kuvvet kolu her zaman yük kolundan büyük olduğu için daima kuvvetten kazanç sağlanır.
Üçüncü Tür Kaldıraç: Kuvvet, destek noktası ile yük arasında uygulanır. Cımbız, olta, insan kolu (biseps kası ile ön kol) ve kürek üçüncü tür kaldıraca örnektir. Üçüncü tür kaldıraçlarda yük kolu her zaman kuvvet kolundan büyük olduğu için daima yoldan kazanç sağlanır.
2. Makara
Makara, bir eksen etrafında dönebilen, çevresinde ip geçirilen çark biçimindeki basit makinedir. Makaralar sabit ve hareketli olmak üzere iki türe ayrılır.
Sabit Makara
Sabit makara, ekseni bir noktaya bağlı olan ve yalnızca kendi ekseni etrafında dönebilen makaradır. Sabit makara kuvvetin yönünü değiştirir ancak kuvvet kazancı sağlamaz. Yani sabit makarada F = G'dir. Bayrak direğindeki makara, kuyudan su çekme makarası sabit makaraya örnektir.
Hareketli Makara
Hareketli makara, ekseni yük ile birlikte hareket eden makaradır. Hareketli makarada ipin iki ucu da yukarı yönde çektiği için kuvvet ikiye bölünür. Dolayısıyla hareketli makarada:
F = G / 2
Hareketli makara kuvvetten 2 kat kazanç sağlar, ancak çekilmesi gereken ip boyu iki katına çıkar. Hareketli makara kuvvetin yönünü değiştirmez.
3. Palanga
Palanga, sabit ve hareketli makaraların bir arada kullanılmasıyla oluşturulan sistemlerdir. Palanga sistemlerinde kuvvet kazancı, hareketli makara sayısına ve ipin bağlanma düzenine bağlıdır.
Palanga sistemlerinde genel kural şudur: Hareketli makarayı taşıyan ip sayısı n ise kuvvet kazancı n'dir. Yani:
F = G / n
Burada n, hareketli makarayı destekleyen ip parçası sayısıdır. Örneğin 1 sabit ve 1 hareketli makaradan oluşan basit bir palangada, hareketli makarayı 2 ip destekliyorsa F = G/2 olur. Eğer 2 hareketli makara kullanılırsa ve 4 ip destekliyorsa F = G/4 olur. Palanga sistemleri ağır yüklerin kaldırılmasında büyük kolaylık sağlar. İnşaat vinçleri ve asansör mekanizmaları palanga sistemlerine örnek gösterilebilir.
4. Eğik Düzlem
Eğik düzlem, bir yükü belirli bir yüksekliğe çıkarmak için kullanılan eğimli yüzeydir. Eğik düzlem kullanarak bir yükü doğrudan kaldırmak yerine daha uzun bir yol boyunca daha küçük bir kuvvetle yukarı taşıyabiliriz.
Eğik düzlemde sürtünme ihmal edildiğinde iş korunumu ilkesi uygulanır:
F × L = G × h
Burada L eğik düzlemin uzunluğunu, h yüksekliğini ifade eder. Buradan:
F = G × (h / L)
Eğik düzlemin uzunluğu yüksekliğinden her zaman büyük olduğu için F her zaman G'den küçük olur. Yani eğik düzlem her zaman kuvvetten kazanç sağlar. Eğik düzlemin eğim açısı küçüldükçe (düzlem uzadıkça) gerekli kuvvet azalır ancak yol artar.
Eğik düzlemde sürtünme varsa uygulanan kuvvete sürtünme kuvveti de eklenir. Sürtünme kuvveti, cismin eğik düzleme dik bileşeni ile sürtünme katsayısının çarpımına eşittir:
F_sürtünme = μ × N = μ × G × cos(θ)
Bu durumda eğik düzlem boyunca gerekli kuvvet:
F = G × sin(θ) + μ × G × cos(θ)
5. Çıkrık
Çıkrık, bir silindir (tambur) ve bu silindire bağlı bir kol (veya çark) ile oluşturulan basit makinedir. Çıkrık, kuyulardan su çekmek veya ağır yükleri kaldırmak için kullanılır. Çıkrığın çalışma prensibi moment dengesine dayanır.
F × R = G × r
Burada R kolun (veya büyük çarkın) yarıçapını, r ise tamburun (silindirin) yarıçapını gösterir. Kuvvet kazancı:
Kuvvet Kazancı = G / F = R / r
Kolun yarıçapı tamburun yarıçapından büyük olduğu için çıkrıkta her zaman kuvvetten kazanç sağlanır. R/r oranı büyüdükçe kuvvet kazancı artar. Kapı kolu, araba direksiyonu, su kuyusu çıkrığı ve tornavida çıkrık prensibine örnek gösterilebilir.
6. Dişli Çarklar
Dişli çarklar, birbirine geçen dişleri sayesinde hareket ve kuvvet ileten dairesel çarklardır. Dişli çarklar bir bakıma kaldıraç prensibinin dönel harekete uygulanmış halidir. İki dişli çark birbirine bağlandığında, diş sayıları oranına göre kuvvet ve hız değişir.
Dişli çarklarda temel ilke şudur: Birbirine bağlı iki dişli çarkın çevre hızları eşittir. Yani:
N_1 × R_1 = N_2 × R_2
veya diş sayıları cinsinden:
n_1 × Z_1 = n_2 × Z_2
Burada n devir sayısını (veya açısal hızı), Z ise diş sayısını ifade eder. Büyük dişli çark yavaş döner fakat büyük tork üretir; küçük dişli çark hızlı döner fakat ürettiği tork küçüktür. Bisiklet vites sistemi, saat mekanizması ve otomobil şanzımanı dişli çark uygulamalarına örnek gösterilebilir.
Dişli çarklarda dönme yönü de önemlidir. Yan yana bağlı iki dişli çark birbirine zıt yönde döner. Eğer aynı yönde dönme isteniyorsa araya bir ara dişli (avare dişli) eklenir. Ara dişli dönme yönünü değiştirir ancak hız ve kuvvet oranını etkilemez.
7. Vida ve Kama
Vida, bir silindir etrafına sarılmış eğik düzlem olarak düşünülebilir. Vidanın her bir dönüşünde ilerlediği mesafeye hatve (adım) denir. Vida, küçük bir kuvvetle büyük bir sıkıştırma kuvveti oluşturur. Kriko, mengene ve cıvata vida prensibine dayanan araçlardır.
Kama ise iki eğik düzlemin birleştirilmesiyle oluşan basit makinedir. Balta, bıçak, çivi ve keski kama prensibine örnektir. Kama, uygulanan kuvveti iki yana ayırarak kesme veya yarma işlemi gerçekleştirir.
Basit Makinelerde Verim
İdeal basit makinelerde sürtünme sıfır kabul edilir ve verim %100 olur. Ancak gerçek hayatta sürtünme kuvveti nedeniyle uygulanan kuvvetin bir kısmı ısı enerjisine dönüşür ve verim düşer. Verim formülü tekrar hatırlatılırsa:
η = (W_yararlı / W_toplam) × 100
Örneğin, eğik düzlemde bir cismi h yüksekliğine çıkarmak için yapılan yararlı iş G × h iken, toplam iş F × L'dir. Eğer sürtünme varsa F × L > G × h olur ve verim %100'ün altına düşer.
Verim yüzdesini artırmak için sürtünme yüzeylerinin düzleştirilmesi, yağlama yapılması ve makara rulmanlarının kaliteli olması gerekir. Bununla birlikte, hiçbir makine %100 verimle çalışamaz; bu termodinamiğin temel yasalarından biridir.
Basit Makinelerde Enerji Dönüşümü
Basit makineler enerji üretmez, yalnızca enerjiyi bir biçimden diğerine dönüştürür veya aktarır. Bir kaldıraçla yük kaldırılırken kaslarımızdaki kimyasal enerji, mekanik enerjiye (kinetik ve potansiyel enerji) dönüşür. Sürtünmeli sistemlerde mekanik enerjinin bir kısmı ısı enerjisine dönüşür. Enerjinin korunumu ilkesi her durumda geçerlidir.
Bileşik (Karma) Makineler
Birden fazla basit makinenin bir araya gelmesiyle oluşan düzeneklere bileşik makine denir. Bisiklet, araba, vinç, makas ve kriko bileşik makinelere örnek verilebilir. Bileşik makinelerde toplam kuvvet kazancı, her bir basit makinenin kuvvet kazançlarının çarpımına eşittir. Ancak her ek mekanizma sürtünme kayıplarını artıracağı için toplam verim düşer.
Günlük Hayatta Basit Makineler
Basit makineler günlük yaşamımızın ayrılmaz bir parçasıdır. İşte bazı örnekler:
- Kaldıraç örnekleri: Tahterevalli, makas, cımbız, el arabası, kapı kolu, açacak, kerpeten ve olta.
- Makara örnekleri: Bayrak direği makarası, perde rayı, vinç makarası ve kuyu makarası.
- Eğik düzlem örnekleri: Rampa, merdiven, yokuş, viraj banketi ve sarmal yol.
- Çıkrık örnekleri: Su kuyusu çıkrığı, araba direksiyonu, kapı kolu ve tornavida.
- Dişli çark örnekleri: Bisiklet vites mekanizması, saat çarkları, otomobil şanzımanı ve mikser.
- Vida örnekleri: Cıvata, kriko, mengene, ampul duyunun vidalı kısmı.
- Kama örnekleri: Balta, bıçak, çivi, takoz ve rendede bıçak.
Formül Özeti
Aşağıda 11. Sınıf Fizik Basit Makineler konusundaki temel formüllerin özeti verilmiştir:
- Kaldıraç: F × l_F = G × l_G
- Sabit Makara: F = G (yön değiştirir, kazanç yok)
- Hareketli Makara: F = G / 2 (2 kat kuvvet kazancı)
- Palanga: F = G / n (n = hareketli makarayı destekleyen ip sayısı)
- Eğik Düzlem: F × L = G × h → F = G × h / L
- Çıkrık: F × R = G × r → Kuvvet kazancı = R / r
- Dişli Çark: n_1 × Z_1 = n_2 × Z_2
- Verim: η = (W_yararlı / W_toplam) × 100
Sıkça Yapılan Hatalar
Öğrencilerin basit makineler konusunda sıkça yaptığı hatalar şunlardır:
Birincisi, basit makinelerin işten kazanç sağladığını düşünmek yanlıştır. Basit makineler yalnızca kuvvetten veya yoldan kazanç sağlar; yapılan toplam iş değişmez. İkincisi, sabit makaranın kuvvet kazancı sağladığını düşünmek hatalıdır. Sabit makara yalnızca kuvvetin yönünü değiştirir. Üçüncüsü, eğik düzlemde açı küçüldükçe kuvvetin arttığını sanmak yanlıştır. Açı küçüldükçe gerekli kuvvet azalır, ancak yol uzar. Dördüncüsü, dişli çarklarda büyük çarkın hızlı döndüğünü düşünmek hatalıdır. Büyük dişli çark daha yavaş döner ancak daha büyük tork üretir.
Sonuç
11. Sınıf Fizik Basit Makineler konusu, mekanik sistemlerin temelini oluşturan ve mühendislikten günlük hayata kadar geniş bir uygulama alanı bulan kritik bir konudur. Kaldıraç, makara, palanga, eğik düzlem, çıkrık ve dişli çark gibi basit makinelerin çalışma prensiplerini ve formüllerini iyi kavramak, hem sınavlarda başarılı olmak hem de fizik bilgisini günlük yaşamla ilişkilendirmek açısından büyük önem taşır. Konuyu pekiştirmek için bol soru çözmeniz ve günlük hayattan örnekler bulmanız önerilir.
Örnek Sorular
11. Sınıf Fizik Basit Makineler Çözümlü Sorular
Aşağıda 11. Sınıf Fizik Basit Makineler konusuna ait çoktan seçmeli ve açık uçlu olmak üzere toplam 10 çözümlü soru bulunmaktadır. Her sorunun ardından ayrıntılı çözümü verilmiştir.
Soru 1 (Çoktan Seçmeli)
Bir birinci tür kaldıraçta kuvvet kolu 80 cm, yük kolu 20 cm'dir. Yük 200 N olduğuna göre dengeyi sağlamak için uygulanması gereken kuvvet kaç Newton'dur?
A) 25 N B) 50 N C) 100 N D) 150 N E) 200 N
Çözüm:
Kaldıraç denge şartı: F × l_F = G × l_G
F × 80 = 200 × 20
F × 80 = 4000
F = 4000 / 80 = 50 N
Cevap: B
Soru 2 (Çoktan Seçmeli)
Bir hareketli makara ile 600 N ağırlığındaki bir yük kaldırılmak isteniyor. Sürtünme ihmal edildiğinde uygulanması gereken kuvvet kaç Newton'dur?
A) 150 N B) 200 N C) 300 N D) 600 N E) 1200 N
Çözüm:
Hareketli makarada kuvvet kazancı 2'dir.
F = G / 2 = 600 / 2 = 300 N
Cevap: C
Soru 3 (Çoktan Seçmeli)
Uzunluğu 10 m ve yüksekliği 2 m olan bir eğik düzlemde 500 N ağırlığındaki bir cisim yukarı çıkarılıyor. Sürtünme ihmal edildiğinde gerekli kuvvet kaç Newton'dur?
A) 50 N B) 100 N C) 200 N D) 250 N E) 500 N
Çözüm:
Eğik düzlemde: F × L = G × h
F × 10 = 500 × 2
F = 1000 / 10 = 100 N
Cevap: B
Soru 4 (Çoktan Seçmeli)
Bir çıkrıkta kol yarıçapı 40 cm, tambur yarıçapı 10 cm'dir. 800 N ağırlığındaki yükü kaldırmak için kaç Newton kuvvet uygulanmalıdır?
A) 100 N B) 200 N C) 400 N D) 800 N E) 3200 N
Çözüm:
Çıkrıkta: F × R = G × r
F × 40 = 800 × 10
F = 8000 / 40 = 200 N
Cevap: B
Soru 5 (Çoktan Seçmeli)
Bir palanga sisteminde 2 hareketli ve 2 sabit makara kullanılmıştır. Hareketli makaraları destekleyen ip sayısı 4'tür. 1200 N ağırlığındaki yükü kaldırmak için kaç Newton kuvvet gerekir? (Sürtünme ihmal ediliyor)
A) 150 N B) 200 N C) 300 N D) 400 N E) 600 N
Çözüm:
Palangada: F = G / n = 1200 / 4 = 300 N
Cevap: C
Soru 6 (Çoktan Seçmeli)
18 dişli bir çark, 54 dişli bir çarkı döndürmektedir. Küçük çark dakikada 120 devir yapıyorsa büyük çark dakikada kaç devir yapar?
A) 20 B) 40 C) 60 D) 80 E) 360
Çözüm:
n_1 × Z_1 = n_2 × Z_2
120 × 18 = n_2 × 54
2160 = n_2 × 54
n_2 = 2160 / 54 = 40 devir/dakika
Cevap: B
Soru 7 (Açık Uçlu)
Basit makinelerin işten kazanç sağlamadığını, ancak kuvvetten veya yoldan kazanç sağladığını örneklerle açıklayınız.
Çözüm:
Basit makinelerde enerji korunumu ilkesi gereği yapılan toplam iş değişmez. Yapılan iş, kuvvet ile yolun çarpımına eşittir (W = F × d). Bir basit makine kuvvetten kazanç sağlıyorsa, yani daha küçük kuvvetle yük kaldırıyorsa, bu kuvvetin uygulandığı yol artar. Böylece her iki taraftaki iş eşit kalır.
Örneğin, eğik düzlemde 500 N ağırlığındaki bir cismi 2 m yüksekliğe çıkarmak için doğrudan kaldırma işi: W = 500 × 2 = 1000 J'dir. Eğik düzlem kullanılırsa 10 m uzunluğunda bir rampa ile F = 100 N kuvvet yeterlidir, ancak yapılan iş: W = 100 × 10 = 1000 J yine aynıdır. Kuvvet 5 kat azalmış ancak yol 5 kat artmıştır.
Soru 8 (Açık Uçlu)
İkinci tür ve üçüncü tür kaldıraçların farkını açıklayarak birer örnek veriniz.
Çözüm:
İkinci tür kaldıraçta yük, destek noktası ile kuvvet arasında yer alır. Kuvvet kolu her zaman yük kolundan büyüktür; bu nedenle her zaman kuvvetten kazanç sağlanır. Örnek: El arabası. El arabasında tekerlek destek noktası, yük ortada, kaldıran kuvvet ise kolların ucundadır.
Üçüncü tür kaldıraçta ise kuvvet, destek noktası ile yük arasında uygulanır. Yük kolu her zaman kuvvet kolundan büyüktür; bu nedenle her zaman yoldan kazanç sağlanır. Örnek: Cımbız. Cımbızda destek noktası üstte, kuvvet parmakla ortada, yük (tutulan cisim) uçtadır.
Soru 9 (Açık Uçlu)
Bir eğik düzlemde sürtünme katsayısı μ = 0,2'dir. Eğik düzlemin yüksekliği 3 m, uzunluğu 5 m ise 100 N ağırlığındaki cismi yukarı çıkarmak için gereken kuvveti hesaplayınız. (cos(θ) = 4/5, sin(θ) = 3/5 alınız.)
Çözüm:
Eğik düzlem boyunca kuvvet: F = G × sin(θ) + μ × G × cos(θ)
sin(θ) = h / L = 3/5 ve cos(θ) = 4/5
F = 100 × (3/5) + 0,2 × 100 × (4/5)
F = 60 + 16 = 76 N
Sürtünmesiz durumda F = 60 N olurdu. Sürtünme nedeniyle 16 N fazladan kuvvet gerekmiştir.
Soru 10 (Açık Uçlu)
Bir basit makinenin verimi %80'dir. Bu makine ile 400 N ağırlığındaki bir yük 5 m yüksekliğe kaldırılıyor. Toplam yapılan iş kaç Joule'dür?
Çözüm:
Yararlı iş: W_yararlı = G × h = 400 × 5 = 2000 J
Verim formülü: η = W_yararlı / W_toplam × 100
80 = (2000 / W_toplam) × 100
W_toplam = 2000 / 0,80 = 2500 J
Toplam yapılan iş 2500 J olup, aradaki 500 J sürtünme nedeniyle ısı enerjisine dönüşmüştür.
Çalışma Kağıdı
11. Sınıf Fizik – Basit Makineler Çalışma Kağıdı
Ders: Fizik | Ünite: Kuvvet ve Hareket | Konu: Basit Makineler
Ad Soyad: ______________________________ Sınıf / No: ____________ Tarih: ___/___/______
Etkinlik 1 – Boşluk Doldurma
Aşağıdaki cümlelerdeki boşlukları uygun kavramlarla doldurunuz.
1. Basit makineler ________ kazancı veya ________ kazancı sağlar, ancak ________ kazancı sağlamaz.
2. Sabit makara yalnızca kuvvetin ________ değiştirir.
3. Hareketli makarada kuvvet kazancı ________ 'dir.
4. Kaldıraçta denge şartı: F × ________ = G × ________ şeklindedir.
5. Eğik düzlemde uzunluk arttıkça gerekli kuvvet ________ .
6. Çıkrıkta kuvvet kazancı, kol yarıçapının ________ yarıçapına oranıdır.
7. Birbirine bağlı yan yana iki dişli çark ________ yönde döner.
8. Vida, silindir etrafına sarılmış bir ________ olarak düşünülebilir.
9. İkinci tür kaldıraçta ________ her zaman destek noktası ile kuvvet arasındadır.
10. Basit makinelerin verim formülü: η = (________ / ________) × 100 şeklindedir.
Etkinlik 2 – Eşleştirme
Sol sütundaki basit makine türünü, sağ sütundaki uygun örnekle eşleştiriniz.
1. Birinci tür kaldıraç ( ) a) El arabası
2. İkinci tür kaldıraç ( ) b) Bayrak direği
3. Üçüncü tür kaldıraç ( ) c) Bisiklet vitesi
4. Sabit makara ( ) d) Tahterevalli
5. Hareketli makara ( ) e) Araba direksiyonu
6. Eğik düzlem ( ) f) Kriko
7. Çıkrık ( ) g) Cımbız
8. Dişli çark ( ) h) Vinç kaldırma mekanizması
9. Vida ( ) i) Rampa
10. Kama ( ) j) Balta
Etkinlik 3 – Doğru / Yanlış
Aşağıdaki ifadelerin doğru olanlarının başına (D), yanlış olanlarının başına (Y) yazınız.
( ) 1. Basit makineler enerji üretir.
( ) 2. Eğik düzlemde açı küçüldükçe gerekli kuvvet azalır.
( ) 3. Sabit makara 2 kat kuvvet kazancı sağlar.
( ) 4. Üçüncü tür kaldıraçta her zaman yoldan kazanç sağlanır.
( ) 5. Gerçek basit makinelerde verim %100'dür.
( ) 6. Çıkrıkta kol yarıçapı büyüdükçe kuvvet kazancı artar.
( ) 7. Büyük dişli çark küçük dişli çarktan daha hızlı döner.
( ) 8. Palangada hareketli makarayı destekleyen ip sayısı arttıkça gerekli kuvvet azalır.
Etkinlik 4 – Tablo Tamamlama
Aşağıdaki tabloyu doldurunuz.
| Basit Makine Türü | Kuvvet Kazancı Formülü | Kuvvetten mi Yoldan mı Kazanç? | Günlük Hayat Örneği |
|---|---|---|---|
| Sabit Makara | ____________ | ____________ | ____________ |
| Hareketli Makara | ____________ | ____________ | ____________ |
| Eğik Düzlem | ____________ | ____________ | ____________ |
| Çıkrık | ____________ | ____________ | ____________ |
| 1. Tür Kaldıraç | ____________ | ____________ | ____________ |
| 2. Tür Kaldıraç | ____________ | ____________ | ____________ |
| 3. Tür Kaldıraç | ____________ | ____________ | ____________ |
Etkinlik 5 – Problem Çözme
Problem 1: Birinci tür kaldıraçta kuvvet kolu 90 cm, yük kolu 30 cm'dir. Yük 150 N ise dengeyi sağlamak için kaç Newton kuvvet uygulanmalıdır? Kuvvet kazancını da bulunuz.
Çözüm alanı:
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
Problem 2: Bir palanga sisteminde 3 hareketli makara bulunmaktadır ve hareketli makaraları destekleyen ip sayısı 6'dır. 900 N ağırlığındaki yükü kaldırmak için gerekli kuvvet kaç Newton'dur? Yükü 4 m kaldırmak için ip kaç metre çekilmelidir?
Çözüm alanı:
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
Problem 3: Uzunluğu 12 m, yüksekliği 3 m olan sürtünmesiz bir eğik düzlemde 800 N ağırlığındaki cisim yukarı çıkarılmaktadır. a) Gerekli kuvveti bulunuz. b) Yapılan işi hesaplayınız. c) Kuvvet kazancını bulunuz.
Çözüm alanı:
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
Problem 4: Bir çıkrıkta kol yarıçapı 60 cm, tambur yarıçapı 12 cm'dir. 250 N ağırlığındaki yük kaldırılmak isteniyor. a) Gerekli kuvveti hesaplayınız. b) Kol bir tam tur döndüğünde yük kaç cm yükselir?
Çözüm alanı:
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
Problem 5: 30 dişli A çarkı, 90 dişli B çarkını döndürmektedir. A çarkı dakikada 180 devir yapıyorsa B çarkı dakikada kaç devir yapar? B çarkının torku A çarkının torkuna göre nasıl değişir?
Çözüm alanı:
_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________
Etkinlik 6 – Kavram Haritası
Aşağıdaki kavramları kullanarak bir kavram haritası oluşturunuz. Kavramlar arasındaki ilişkileri oklarla ve kısa açıklamalarla gösteriniz.
Kavramlar: Basit Makine, Kaldıraç, Makara, Eğik Düzlem, Çıkrık, Dişli Çark, Kuvvet Kazancı, Yol Kazancı, Verim, İşin Korunumu
(Bu alana kavram haritanızı çiziniz.)
Etkinlik Cevap Anahtarı
Etkinlik 1 Cevapları:
1. kuvvet, yol, iş 2. yönünü 3. 2 4. l_F, l_G 5. azalır 6. tambur 7. zıt (ters) 8. eğik düzlem 9. yük 10. W_yararlı, W_toplam
Etkinlik 2 Cevapları:
1-d 2-a 3-g 4-b 5-h 6-i 7-e 8-c 9-f 10-j
Etkinlik 3 Cevapları:
1-Y 2-D 3-Y 4-D 5-Y 6-D 7-Y 8-D
Etkinlik 5 Kısa Cevapları:
Problem 1: F = 50 N, Kuvvet kazancı = 3
Problem 2: F = 150 N, İp = 24 m
Problem 3: a) F = 200 N b) W = 2400 J c) Kuvvet kazancı = 4
Problem 4: a) F = 50 N b) Yükselme = 2π × 12 ≈ 75,4 cm (bir turda tamburun çevresi kadar ip sarılır)
Problem 5: B çarkı dakikada 60 devir yapar. B çarkının torku A çarkının 3 katıdır.
Sıkça Sorulan Sorular
11. Sınıf Fizik müfredatı 2025-2026 yılında kaç ünite?
2025-2026 müfredatına göre 11. sınıf fizik dersi birden fazla üniteden oluşmaktadır. Sayfadaki ünite listesinden güncel bilgiye ulaşabilirsiniz.
11. sınıf basit makineler konuları hangi dönemlerde işleniyor?
11. sınıf fizik dersi konuları 1. dönem ve 2. dönem olarak iki yarıyılda işlenmektedir. Her ünitenin tahmini süre bilgisi Millî Eğitim Bakanlığı'nın haftalık ders planlarında yer almaktadır.
11. sınıf fizik müfredatı ne zaman güncellendi?
Gösterilen içerik 2025-2026 eğitim-öğretim yılı için güncellenmiştir. Millî Eğitim Bakanlığı'nın resmi sitesinde yayımlanan müfredat dokümanları esas alınmıştır.