Sabit ve Hareketli Makaralar

                                                 Senaryo

Çetintaş Asansör firma yetkilileri taktığı asansörleri gözden geçirdiğinde taktığı asansörlerin sağlamlık konusunda %60’ ı kırmızı etiket (güvenirliği düşük) aldıklarını görür. Kırmızı etiket alma oranı yüksek olduğu için firma iş bulmakta sıkıntı çekmektedir. Firmamız buna bir çözüm bulmak ister ve oran olarak yüksek yeşil etiket alan bir asansör firması ile fikir alış-verişi yaptıktan sonra karar verirler. Çözümün asansörün sabit makara sistemini ve halatını daha sağlam malzemelerle değiştirmek olduğunu kararına vardıktan sonra bizden bu konu hakkında yardım isterler. İstekleri sağlam sabit makara ve halat kullanarak insanların can ve mal güvenliğini daha iyi korumasıdır.

1-Müşteri Kim?

•          Çetintaş Asansör

2- Müşterinin bir çözüme ihtiyacı olan sorunu nedir

•  Asansörleri kırmızı etiket ( güvenirliği düşük) almasıdır

3-Problemin Çözümü neden önemlidir?

•          Daha sağlam makara ve halat kullanarak insanların can ve mal güvenliğini koruyabilmek için.

4-Son Kullanıcılar Kimler?

•      Asansörü kullanacak insanlar

5-Çözümü Etkili Kılacak Kriterler nelerdir?

•     Makara ve halat sağlam olmalı    
•     Bütçe ve zaman açısından ekonomik olmalı
•     Yeşil etiket olmalı

 6- Kısıtlamalar Nelerdir?

•       Malzemeleri sağlam olmalı
•     Bütçe ve ekonomik açısından uygun olmalı.

                                              Deney-1

Kazanım:  F.8.5.1.2. Basit makinelerden yararlanarak günlük yaşamda iş kolaylığı sağlayacak bir düzenek tasarlar.

Kavramlar:

Sabit makara:  Makaranın tavana bağlanmış olduğu durumdur. Temel kullanım amacı kuvvetin yönünü değiştirmektir. İdeal bir makarada (sürtünmenin olmadığı) kuvvet ne kadar yol alırsa, yük de o kadar yol almış olur.

Hareketli makara: Bu tip makaralar herhangi bir yere sabitlenmemişlerdir ve düşey eksende hareket edebilmektedir.

Deneyin amacı: Basit makine kullanarak cismi hareket ettiren kuvvetin yönünü değişebileceğinin farkına varmak. Sabit ve hareketli makarada kuvvet yük ilişkisini ve enerjinin korunduğunu gözlemlemek.

Araç ve gereçler: Dinamometre, cetvel, makara, ip,  1kg ağırlık

Deneyin yapılışı:  İlk önce deneyimizi gerçekleştirmek için malzemelerimizle deney resimlerinden deney-1 ‘ deki sabit makarayı tasarladık. 1 kg ağırlığımızı ipin ucuna taktık ve ağırlığı h kadar yüksekliğe çıkarıp dinamometredeki değerimizi okuyup tabloya not aldık ve çektiğimiz ipin uzunluğunu gözlemledik. Daha sonra deney-2 deki hareketli makarayı tasarladık 1kg ağırlığımızı ipin ucuna takarak ağırlığı h kadar yüksekliğe kadar çıkarıp dinamometredeki değeri tablomuza not aldık ve çektiğimiz ipin uzunluğunu gözlemledik. 3. Deneyimizde ise bu sabit ve hareketli makarayı karşılaştırmak için deney-3 tasarladık ve bu yaptığımız iki deneyde(deney-1 ve deney-2) yan yana koyup karşılaştırıp tablomuzu doldurduk.

Deney resimleri:                       (Deney-1)

                                                       (Deney-2)

                                                     (Deney-3)

                                                                           

Hipotez:

1- Birinci deneyde dinamometrede okunan değer yükün ağırlığı kadardır.

2- İkinci deneyde dinamometrede okunan değer yükün ağırlığı kadardır.

3- Bu iki deneyde kuvvetler değişmesine rağmen harcanan enerji aynıdır.

Deney verileri: Birinci deneyimizde ipin ucuna taktığımız 1kg ağırlığı h kadar yüksekliğe çıkardığımızda dinamometrede okunan değer yükün ağırlığı ile aynı çıkmıştır yani 1 Newton’dur. Çektiğimiz ipin mesafesi ise yüksekliğe eşittir yani h kadar ip çekilmiştir. İkinci deneyimizde ise ipin ucuna bağladığımız 1kg yükü h kadar yüksekliğe çıkardığımızda dinamometrede okunan değer yükün ağırlığının yarısı kadardır yani 0.5 Newton’dur. Çektiğimiz ipin uzunluğu ise yükü çıkardığımız yüksekliğin iki katı kadardır yani 4h kadar ip çekilmiştir. 3. Deneyimizde bu iki makarayı karşılaştırdık ve kuvvetler değişmesine rağmen harcanan enerjinin aynı olduğunu ve işten kazanç olmadığını öğrenmiş olduk.