MAKİNELER İŞ BAŞINDA

  Yaşamımızı kolaylaştırmak için birçok makine yapılmıştır. Örneğin, cımbızda uçağa, penseden buldozere kadar binlerce makine hayatımızı kolaylaştırır. 

1.       Makineler genel olarak;

2.       Uygulanan kuvveti artırabilir.

3.       Bir kuvvetin yönü değiştirebilir.

4.       Bir işin yapılma hızını değiştirebilir.

5.       Bir enerji türünü, başka bir enerji türüne çevirebilir.

        BASİT MAKİNELER

  Günlük hayatta işimizi kolaylaştıran aletlere basit makineler denir. Bu basit makineler kuvvetin doğrultusunu, yönünü ve değerini değiştirerek günlük hayatta iş yapmamızı kolaylaştırır. Basit makineler de iş veya enerjiden kesinlikle kazanç sağlanamaz. Sadece iş kolaylığı sağlar. Kuvvet kazancı, yükün kuvvete oranı olarak ifade edilir
1. Kaldıraçlar 

      Bir destek noktası etrafında dönebilen basit makinelerdir.

 Kuvvet x Kuvvet Kolu= Yük x Yük Kolu

F: Kuvvet

P: Yük

X: Kuvvetin desteğe uzaklığı (kuvvet kolu)

                                                     Y: Yükün desteğe uzaklığı (yük kolu)

                                                             F x X = P x Y

kaldıraç animasyonu görmek için tıklayınız.

2. Makaralar

     Basit makinelerden biri de makaralardır. Bayrak direklerinde, vinç halatlarında, inşaat asansörlerinde makaralardan yararlanılmaktadır.

a. Sabit Makaralar

   Kuvvet = Yük

•        Kuvvettin yönünü değiştirir.
•       Kuvvetten kazanç veya kayıp sağlamaz.
•       Yoldan kazanç veya kayıp sağlamaz.

        Kuvvet = Yük

Kuvvet = Yük/2

b. Hareketli Makaralar

   Hem dönebilen hem de yükselip alçalabilen, yükle beraber hareket eden makaralardır. Hareketli makara bir yükü ağırlığından küçük bir kuvvetle taşımakta kullanılır.

                           

                               Kuvvet = Yük/2

3. Palangalar

 Hareketli ve sabit makara gruplarından oluşan sisteme palanga denir. Palangalar kuvvet kazancı sağlar.

            F/ n                         F/ n+1

F= Kuvvet    

n= Makara sayısı

   

makaralar ve palangalar animasyonu görmek için tıklayınız.

4. Eğik Düzlem

    Yandaki şekilde sürtünmesiz eğik düzlemde, G ağırlıklı cisim F kuvvetiyle dengede tutulabiliyorsa aralarında şöyle bir eşitlik bulunur;

l/h değeri ne kadar büyük olursa cismi dengede tutan F kuvveti o kadar küçük olur.

l > h olduğu için kuvvetten  kazanç vardır. Makaralar ve kaldıraçlarda olduğu gibi..

F x l = G x h

eğik düzlem animasyonu görmek için tıklayınız.

5. Dişliler

Dişli çarklar, üzerinde eşit aralıklarla dişler bulunan ve bir eksen etrafında dönebilen silindir şeklindeki basit makinedir. Dişler çarkların birbirine geçmesini sağlar. Dişlilerden birine uygulanan kuvvet dişler yardımı ile diğerine iletilir. Eş merkezli dişliler birbirine perçinli olduğu için hep aynı yönde dönerler ve devir sayıları da eşittir

Şekildeki gibi birbirine temas halinde olan dişliler için, herbir dişli bir öncekine göre,

a.Zıt yönlerde dönerler. Dolayısıyla K ve M aynı yönde döner.

b. Devir sayıları yarıçapları ile ters orantılıdır.

c. K ve M nin aralarındaki devir sayıları oranı L nin yarıçapına bağlı değildir.


dişli çarklar animasyonu görmek için tıklayınız. 

 6. Çıkrık

F . R = P . r

  
   Çıkrık genelde kırsal kesimlerde tarla ve bahçe gibi yerlerde açılan kuyulardan su çekilmesine yarayan basit makinedir.

     Çıkrıkta kuvvetle yük arasındaki eşitlik:                               

                    
                         F . R = P . r

7.Kasnak

a) Ortak Eksenli Silindirler:

  Ortak eksen etrafında dönen silindirlerin devir sayıları ve dönüş sayıları yönleri aynı olur.

f1 , f2 : devir sayıları

r1 ,r2 : yarıçapları

f1 = f2

b) Farklı Eksenli Silindirler:

  Şekilde görülen şekillerdeki farklı eksenli silindirlerde devir sayıları, yarıçaplarıyla ters orantılıdır.

               f1 , f2 : devir sayıları

               r1 ,r2 : yarıçapları

                 f1 / f2 = r2 / r1 
kasnak animasyonu görmek için tıklayınız. 

8. Vida 


     Evinizde kullandığınız basit makinelerden biriside kitaplığınızı duvara sabitlemenizi sağlayan VİDA’dır. Vidaların sürtünme kuvvetini kullanarak cisimleri birbirine sıkıca bağladığını biliyorsunuz.

    
      Vida bir silindirin çevresine dolanmış eğik düzlem gibidir. Vida modelinizde ölçtüğünüz iki çizgi arasındaki uzaklık, vida adımıdır. Vidayı döndüren kuvvet kısa bir yol boyunca etkileyen ve vidayı içeriye doğru hareket ettiren daha büyük kuvvete dönüştürülür.

Vida bira tam dönüş yaptığında bir vida adımı kadar ilerler. Vidayı döndüren F kuvvetinin yaptığı iş ilerleme kuvveti P’nin yaptığı işe eşittir.

Buradan;

F: Vidayı döndüren kuvvet

L: Dönme yarıçapı

P: Vidayı ilerleten kuvvet

a: Vida adımı

9. Kama

     İki tane eğik düzlemin tabanlarını sırt sırta birleştirdiğinizde yeni bir basit makine oluşturursunuz. Bu basit makine kama olarak adlandırılır.

   Balta bir kamadır.  Kamalarda cisim yerinde kalır. Kama cismin içine doğru itilir.  Makasın keskin kısımları,  keski, bıçak, pim, iğne ve çivi uçları kamaya örnek olarak verilebilir.

SORULAR

1.Basit makineler için aşağıda verilen ifadelerden hangisi yanlıştır?

 A) Kuvvetin  yönünü değiştirebilir
B) Kuvvetten kazanç sağlar
C) İşte kolaylık sağlar
D) Hem kuvvetten hem de yoldan aynı anda kazanç sağlayabilir

2.     200 cm uzunluğundaki bir çubuğun bir ucunda 800 N ağırlığında bir yük vardır. Bu uçtan 40 cm uzaklıkta bir destek bulunmaktadır. Çubuğun diğer ucundan ne kadar büyüklükte kuvvet uygulanırsa bu yük kaldırılabilir?

A) 200N                  B) 150N                C) 100N          D) 50

3. Makaralarla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur?
A)Sabit makara yoldan kazanç sağlar
B)Hareketli makara işten kazanç sağlar
C)Sabit makara kuvvetten kazanç sağlar
D)Hareketli makara kuvvetten kazanç sağlar

4.Şekildeki sistem dengede olduğuna göre P1  / P 2 kaçtır?

(Makaraların , ipin, eşit bölmeli çubuğun ağırlığı ile sürtünme önemsenmeyecek.)

A) 3 / 8                              B) 2 / 8

C) 3 / 4                              D) 4 / 3

5. Yandaki sistemde sağlanan kuvvet kazancının aynısı aşağıdakilerden hangisiyle sağlanır?

6.Şekildeki sistemde IV nolu dişli çark ok yönünde dönerse aşağıda verilen dişlilerden hangileri aynı yönde döner?

A) I ve III                            B) I, II ve IV

C) II ve III                           D) I, III ve IV

7.Şekildeki gibi bir çıkrıkta büyük silindirin yarıçapı, küçük silindirin yarıçapının 5 katı olduğuna göre, 100 N’luk  P yükünü dengeleyen F kuvveti kaç Newton’dur?(Sürtünme ve ipin ağırlığı ihmal edilecek)

     A)     20

     B)     95

     C)    125

     D)     500

CEVAP ANAHTARI

1.D 2.A 3.D 4.C 5.B 6.B 7.A