BASİT MAKİNELER BU KONUDA BİLMENİZ

BASİT MAKİNELER
BU KONUDA BİLMENİZ GEREKENLER
1. Basit makinelere örnekler verir ve
sağladığı avantajları örneklerle açıklar.
2. Basit makinelerin günlük yaşamdaki
kullanım alanlarına örnekler verir.
3. Basit makinelerden yararlanarak günlük
yaşamda iş kolaylığı sağlayacak bir
düzenek tasarlar ve yapar.
1. KALDIRAÇLAR
Bana yeterli uzunlukta bir kaldıraç ve bir destek
noktası verin, dünyayı yerinden oynatayım.
Arşimet.
Bir destek noktası etrafında dönebilen sağlam
yapılı çubuktan oluşan düzeneğe kaldıraç denir.
Bir işi yaparken daha az kas gücü kullanmak veya
kuvvetin daha kolay uygulanmasını sağlayarak, işi
daha kısa zamanda yapabilmek için ilk çağlardan
beri bir takım düzeneklerden faydalanılmaktadır.
Günlük işlerimizi yaparken yapılan işin özelliğine
göre çeşitli araçlar ve aletler kullanırız. Bu araçlar
iş yapmamızı kolaylaştırır.
Yük taşımak için kullanılan el arabası, kâğıt,
kumaş kesmek için kullandığımız makas, sıcak
cisimleri tutmak için maşa, bu araç ve aletlerden
bazılarıdır.
Bir işi daha kolay yapabilmek için kullanılan
düzeneklere basit makineler denir.
Bu düzenekler kerpeten, kaldıraç, el arabası,
palanga, makas, vida gibi araçlardır.
Basit makineler, uygulanan kuvvetin doğrultusunu,
yönünü ve değerini değiştirerek günlük hayattaki
işleri yapmamızda bir takım kolaylıklar sağlarlar.
Basit Makinelerin Genel Özellikleri
Basit makine ile uygulanacak kuvvetten,
hızdan veya yoldan kazanç sağlanabilir.
Fakat aynı anda hem kuvvetten, hem
hızdan, hem de yoldan kazanç
sağlanamaz.
Bunlardan birinden kazanç varsa,
diğerlerinden de aynı oranda kayıp vardır.
Yük Kolu
Destek
Kaldıracın etrafında döndüğü noktaya destek,
kaldıraca uygulanan kuvvetin destek noktasına
olan uzaklığına kuvvet kolu, kaldıraçla kaldırılacak
yükün destek noktasına olan uzaklığına da yük
kolu denir.
Desteğin yerine göre üç çeşit kaldıraç vardır.
a. Desteğin Ortada Olduğu Kaldıraçlar
Yük
Kuvvet
Bu tip kaldıraçlarda destek yüke yakınsa
kuvvetten kazanç sağlanır.
Destek kuvvete yaklaştırılacak olursa
kuvvetten kayıp olur.
Bu tür kaldıraçlara makas, pense, eşit
kollu terazi, kerpeten ve tahterevalli
örnek verilebilir.
b. Yükün Ortada Olduğu Kaldıraçlar
Yük
NOT
Hiç bir basit makinede işten ve enerjiden kazanç
yoktur. Yalnızca bize iş yapmada kolaylık
sağlarlar.
Kuvvet Kolu
Kuvvet
Bu tip kaldıraçlarda kuvvetten kazanç,
yoldan ise kayıp vardır.
Yük desteğe yaklaştırılırsa daha az bir
kuvvetle iş yapılabilir.
Bu tip kaldıraçlara; el arabası, ceviz –
fındık kıracağı, menteşeli kapılar örnek
verilebilir.
c. Kuvvetin Ortada Olduğu Kaldıraçlar
Kuvvet
Yük
Bu tip düzeneklerde kuvvetten kayıp,
yoldan ise kazanç vardır.
Bu tür kaldıraçlara; cımbız, kürek, maşa,
olta ve tenis raketi örnek verilebilir.
2. MAKARALAR
Sabit bir eksen etrafında serbestçe dönebilen,
çevresinde ipin geçebilmesi için oluğu olan
dairesel düzeneklere makara denir.
Makaralar günlük yaşamda birçok alanda görmek
mümkündür.
Yükü kaldırmak için yüke eşit bir kuvvet
kullanılır.
P yükünü h kadar kaldırmak için ipin ucunu
h kadar çekmek gerekir.
Örnek: Şekildeki hareketli makarada, sistemi
dengede tutmak için;
a. Yükü dengelemek için kaç N’luk
kuvvet uygulanmalıdır?
…………………………………………..
b. Kuvvet kazancı var mıdır? Neden?
…………………………………………..
c. Şekildeki makaranın kullanım
amacı nedir?
…………………………………………..
d. İp 5 metre çekilirse cisim kaç metre yükselir?
…………………………………………………………
2. Hareketli Makara
İnşaatlarda yüklerin taşınması, asansörlerin yukarı
ya da aşağı hareket ettirilmesi gibi işlerde
makaralar kullanılabilir.
Makaralı düzeneklerde cisimler üzerindeki işin
daha kolay yapılması için uygulanan kuvvetin
yönü ve şiddeti değiştirilebilir.
Makaralar kullanılış şekline göre ikiye ayrılır.
1. Sabit Makara
Merkezinden tavana asılan ve
merkezi etrafında dönebilen
makaraya sabit makara denir.
Sabit makaralar kuvvetin yönünü
değiştirmek için kullanılır.
Bu makaralar kuvvetten ve yoldan kazanç
sağlamaz.
Uygulanan kuvvetin yönünü değiştirerek
yükün kaldırılmasında büyük kolaylık
sağlar.
Çevresinden geçen ip çekildiğinde
hem dönebilen hem de yükselip
alçalabilen makaralara hareketli
makara denir.
Bu sistemde yük ve makara birlikte
yükselir veya alçalır.
Hareketli makaralar, sabit makaralarda
olduğu gibi kuvvetin yönünde değişiklik
meydana getirmez.
Yükün ağırlığı iki ipe paylaşıldığı için
uygulanan kuvvet yükün yarısı kadardır
yani kuvvetten kazanç vardır.
İp 10 metre çekildiğinde cisim sadece 5
metre yükselir yani yoldan kayıp vardır.
NOT
Hareketli makaralarda makaranın belli bir
ağırlığının olduğu belirtilirse, makara ağırlığı da
yüke eklenir ve ne kadar kuvvet gerektiği toplam
ağırlığa göre hesaplanır.
FEN BİLİMLER İ ÖĞRETMENİ
BİLAL ELÇİ
Örnek 1:
Özdeş makaralarla kurulan şekildeki
düzenekte 50 N ağırlığındaki yük
düşey F kuvveti ile dengededir.
Buna göre, F kuvveti kaç N dur?
………………………………………….
………………………………………….
Örnek 2:
Her birinin ağırlığı 10 N olan
makaralarla kurulan şekildeki
düzenekte 50 N ağırlığındaki yük
düşey F kuvveti ile dengededir.
Buna göre, F kuvveti kaç N dur?
………………………………………...
………………………………………...
Örnek: Şekildeki hareketli makarada, sistemi
dengede tutmak için;
a. Makara ağırlıksız ise F kuvveti kaç
N dur?
……………………………………………
b. Makara ağırlığı 20 N ise F kuvveti kaç
N dur?
…………………………………………….
c. Makara ağırlıksız ise 40 N’luk yükü 5
metre yükseltmek için kuvvetin
uygulandığı ip kaç metre çekilmelidir?
……………………………………………………………….
d. Makara ağırlığı 20 N ise, P yükünü 5 metre
yükseltmek için kuvvetin uygulandığı ip kaç metre
çekilmelidir?
……………………………………………………………….
3. Palangalar (Birleşik Makara Sistemleri)
Hareketli ve sabit makara
gruplarından oluşan sistemlere
palanga denir.
Palanga sistemlerinde cismi taşıyan ip
sayısı arttıkça cismi dengelemek için
gereken kuvvet azalır.
Örnek 3:
Şekildeki düzenekte X cisminin
ağırlığı 30 N, makaraların her birinin
ağırlığı ise 10 N’dur.
K, L iplerindeki gerilme
kuvvetlerinin büyüklükleri
sırasıyla T K ve T L kaç N’dur?
…………………………………………
…………………………………………
3. EĞİK DÜZLEM
4. ÇIKRIK
Eksenleri aynı,
yarıçapları farklı
ve sabit bir eksen
etrafında dönen
silindirlerden
oluşan sisteme
çıkrık denir.
Ağır bir cismi daha küçük
kuvvet uygulayarak belli bir
yüksekliğe çıkarmaya
yarayan eğimli yüzeylere
eğik düzlem denir.
Eğik düzlemde eğim azaldıkça, yükü
çekmek için gerek kuvvet o kadar az olur
ve kuvvet kazancı artar.
Kuvvetten kazanç fakat yoldan kayıp
vardır. Dolayısıyla diğer basit makinelerde
olduğu gibi eğik düzlemde de işten
kazanç yoktur.
Çıkrıkta kuvvetten kazanç, yoldan kayıp
vardır.
Çıkrık sistemi ile çalışan araçlar
kuyulardan su çıkarmada, kol ile çalışan et
kıyma makinesinde, el matkabında, araba
direksiyonunda, kapı anahtarında kullanılır.
Formül gerektirecek sorularla karşılaşırsak;
F.R = P.r
Bir çizimle eğik düzlemi inceleyelim;
formülünü kullanabiliriz.
NOT
Günlük hayatımızda kullandığımız dişli çarklar,
vida ve kasnaklar da birer basit makine örneğidir.
Vida
Çarklar
Kasnaklar
Buradaki yük için P harfini kullanırsak;
FxL=Pxh
formülünü kullanarak sorularda istenen sonuca
ulaşabiliriz.
Birden fazla basit makinenin bir araya
getirilmesiyle oluşturulmuş düzeneklere
bileşik makine denir.
Yüksek tepelere çıkan yollar, araçların daha kolay
çıkması için eğimli yapılır. Yol uzatılır fakat az
kuvvet harcanarak zirveye çıkılmış olur.
FEN BİLİMLER İ ÖĞRETMENİ
BİLAL ELÇİ
Bisiklet bir bileşik makinedir.
UNUTMAYIN!
Hiçbir basit makinede işten kazanç yoktur.
Kuvvetten kazanç varsa yoldan kayıp vardır.
Yoldan kazanç varsa kuvvetten kayıp vardır.
Bunan dolayı yaptığımız işte bir farklılık olmaz.