Basit Makineler
Günlük hayatta işlerimizi daha kolay yapmamızı sağlayan aletlere basit makine denir.
Özellikleri
1- İş kolaylığı sağlarlar.
2- Kuvvetten kazanç sağlayabilir, ancak aynı oranda yoldan kayıp gerçekleşir.
3- Yoldan kazanç sağlayabilir, ancak aynı oranda kuvvetten kayıp gerçekleşir.
4- Hiç bir basit makinede işten veya enerjiden kazanç sağlanmaz çünkü aynı anda yoldan ve kuvvetten kazanç yoktur.
5- Basit makineler kuvvetin yönünü, doğrultusunu değiştirebilirler.
6- Basit makineler hızı değiştirebilir.
7- Bütün basit makineler için geçerli prensip:
Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu
Basit Makine Çeşitler
1. Kaldıraçlar
2. Makara
3. Palanga
4. Eğik Düzlem
5. Çıkrık
6. Dişli çark
7. Kasnak
8. Vida
1. Kaldıraçlar
Bir destek noktası etrafında dönebilen çubuklara kaldıraç denir.
KUVVET KAZANCI
Bir basit makinede kuvvetten kazanç olup olmadığını anlamak için uygulanan kuvvete (giriş kuvveti) ve yükün ağırlığına (çıkış kuvveti) bakılır. Eğer giriş kuvveti çıkış kuvvetinden küçükse kuvvetten kazanç vardır, yani küçük kuvvetle ağır yük kaldırılabilir.
Yukarıdaki örnekte kuvvetten kazanç olduğu oranda yoldan kayıp verildiği gösterilmiştir. 7 Newton ağırlığındaki cismi kaldırmak için 1 Newton kuvvet yeterlidir. Bu durumda kuvvet kolu yük kolunun tam 7 katı uzunluğundadır diyebiliriz.
Yukarıdaki örnekte yoldan kazanç olduğu oranda kuvvetten kayıp verildiği gösterilmiştir. 8 Newton ağırlığındaki cismi kaldırmak için 64 Newton kuvvet uygulanmıştır, yani 8 kat kuvvet kaybı vardır Bu durumda yük kolu kuvvet kolunun tam 8 katı uzunluğundadır.
Çift taraflı kaldıraçlarda
kuvvet kolu > yük kolu: kuvvet kazancı var kuvvet kolu < yük kolu: kuvvet kazancı yok kuvvet kolu=yük kolu: değişen yok
2. TEK TARAFLI KALDIRAÇLAR
Tek taraf kaldıraçlarda destek noktası uçtadır. ikiye ayrılır;
a. Kuvvetin ortada olduğu
b.Yükün ortada olduğu
1. ÇİFT TARAFLI KALDIRAÇLAR
Desteğin ortada yük ve kuvvetin uçlarda olduğu kaldıraçlardır.
ÇİFT TARAFLI KALDIRAÇ ÖRNEKLERİ -Makas -Eşit kollu terazi
-Pense -Keser
-Kerpeten -Tahterevalli
a. KUVVET ORTADA YÜK UÇTA
Bu tip kaldıraçlarda asla kuvvet kazancı yoktur. İş kolaylığı sağlamak için kullanılırlar. örn. maşa, cımbız, zımba, kürek
Yukarıdaki örnekte 100 Newton'luk yükü kaldırmak için 200 Newton'luk kuvvet uygulanmıştır. 2 kat kuvvetten kayıp olduğuna göre 2 kat yoldan kazanç olması gerekir. Kuvvetin olduğu nokta 5 cm yukarı kaldırıldığında yük 10 cm yukarı çıkmaktadır. Buradan çıkarabileceğimiz sonuç ise yük kolu kuvvet kolunun iki katıdır.
Yukarıda 200 newton'luk yük 100 Newton'luk kuvvetle dengelenmiştir. Kuvvetten 2 kat kazanç sağlanmıştır. Kuvvetin uygulandığı nokta 10 cm yukarı kaldırıldığında yük 5 cm yukarı çıkmaktadır, yani 2 kat yol kaybı vardır.
Bu tip kaldıraçlarda daima kuvvet kolu yük kolu olacağı için kuvvet kazancı her zaman vardır. Kuvvet kazancının büyüklüğü yükün desteğe olan uzaklığını belirler.
b. YÜK ORTADA KUVVET UÇTA
Bu tip kaldıraçlarda herzaman kuvvet kazancı vardır. Ağır yükleri daha küçük kuvvetlerle kaldırmak için kullanılabilir, örn. fındık kıracağı, ceviz kıracağı, el arabası, menteşeli kapılar.
MAKARALAR
-Bir eksen etrafında dönebilen cisimlere makara denir.
-Makaralar sabit makara ve hareketli makara olmak üzere ikiye ayrılır. Ayrıca bu iki makaranın bir arada kullanılmasıyla oluşan düzeneklere palanga denir. -Makaralar kuvvetin yönünü değiştire-bilir.(sabit)
-Makaralar kuvvetin büyüklüğünü değiştirebilir. (hareketli)
1.SABİT MAKARALAR
Bir yere tutturulmak suretiyle kullanılan makaralardır. Temel kullanım amacı kuvvetin yönünü değiştirmektir. İdeal bir sabit makarada (sürtünmenin önemsenmediği) ne kadar giriş kuvveti uygulanırsa o kadar çıkış kuvveti elde edilir. Bu tip makaralarda yoldan veya kuvvetten kazanç yoktur.
kuvvet x kuvvet kolu — yük x yük kolu F x yarıçap (r) = P x yarıçap (r) F =P
NOT: Sabit makara mantık olarak çift ta-
raflı kaldıraç gibi çalışır. Dikkat etmemiz gereken nokta bu tip makaralarda kuvvet
kolu yük koluna eşittir.
MAKARALARIN KULLANIM ALANLARI
Makaralar kömür ocaklarında, inşaatlarda, kuyularda sıklıkla kullanılır. Aynı zamanda makaralar sanayide ve fabrikalarda da kullanılır. Yine bu makaraları yük gemilerinde yüklerin kaldırılıp indirilmesinde kullanıldığını da görmekteyiz. Yine bununla birlikte hallerde de kullanılmaktadır. Bu örnekleri çoğaltmak mümkündür.
Sabit makaralarda;
-Kuvvet kazancı yok -Yol kazancı yok -Kuvvetyönü değişir
1.HAREKETLİ MAKARALAR
Hareketli makaralarda;
-Kuvvet kazancı var -2 kat -yol kazancı yok (kayıp var) -Kuvvetyönü değişmez
Yük ile birlikte hareket edebilen makaralardır. Aşağıda verilen hareketli makara modelinde ipin biri tavana bağlıdır, diğeri ise kuvvetin uygulanacağı noktaya bağlıdır. Ağırlığın yarısı tavana yarısı da kuvvete gider bu yüzden hareketli makaralarda kuvvetten 2 kat kazanç vardır. Hareketli makaralarda 2 kat yol kaybı vardır.
Hareketli makaralarda kuvvet yönü değişmez cismi yukarı kaldırmak için ipi yukarı çekmemiz gerekir.
NOT: Hareketli makaralar mantık olarak tek taraflı (kuvvetten kazanç sağlayan ) kaldıraçlar gibi çalışır. Bu tip makaralarda kuvvet kolunun yani çap (2r) , yük koluna oranı yarıçap(r) 2 kat olduğu için kuvvetten iki kat kazanç yoldan da iki kat kayıp vardır.
fentekmustafa@gmail.com
|
