AL DADEVREN Basit Makineler Yaammz Kolaylatrr n Gnlk

ALİ DAĞDEVİREN

Basit Makineler Yaşamımızı Kolaylaştırır n Günlük yaşantımızda işlerimizi kolaylaştırmak için kullandığımız, bir ya da iki parçadan oluşan araçlara basit makineler denir. ALİ DAĞDEVİREN

n n n 1. 2. 3. Basit makineler, iş ya da enerjiden bir kazanç sağlamazlar. Sürtünmeleri ihmal ettiğimizde, basit makineyle yapılan iş, yükün kazandığı enerjiye eşittir. Basit makineler; kuvvetin doğrultusunu, yönünü ya da büyüklüğünü değiştirmek için kullanılır. ALİ DAĞDEVİREN

Basit makinelerin temel prensipleri 1. Kuvvetten kazanç varsa ayni oranda yoldan kayıp olur. 2. Yoldan kazanç varsa, ayni oranda kuvvetten kayıp olur. 3. Basit makineler iş veya enerjiden asla kazanç sağlamaz. ALİ DAĞDEVİREN

n a) b) c) d) e) f) g) h) Başlıca basit makineler şunlardır; kaldıraçlar, makaralar, palangalar, çıkrık, eğik düzlem, vida, kama, dişli çarklar ve tekerleklerdir. ALİ DAĞDEVİREN

KALDIRAÇLAR: n Sabit bir destek etrafında hareket edebilen sağlam çubuklara kaldıraç denir. ALİ DAĞDEVİREN

• Kaldıracın etrafında döndüğü noktaya destek denir. • Uygulanan kuvvetin destek noktasına olan uzaklığa kuvvet kolu, • yük ile destek arasındaki uzaklığa yük kolu denir. • Bir kaldıraçta kuvvet kolu, yük kolundan ne kadar uzun olursa, bu kaldıraçla kaldırılabilecek yük de o kadar büyük olur. ALİ DAĞDEVİREN

n Şekildeki gibi denge durumundaki bir kaldıraçta kuvvetle kuvvet kolunun çarpımı, yükle yük kolunun çarpımına eşittir. n Buna kaldıraç bağıntısı (momentum) denir. n Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu n Bunu sembolle gösterirsek, F x |AO| = P x |OB| ALİ DAĞDEVİREN

ALİ DAĞDEVİREN

Kaldıraçlar, destek noktasının bulunduğu yere göre; n çift taraflı ve n tek taraflı kaldıraç olmak üzere iki gruba ayrılır. ALİ DAĞDEVİREN

1. Çift Taraflı Kaldıraç n Desteğin ortada olduğu kaldıraçlara denir. Kuvvetin yönünü değiştirir, kuvvetten kazanç sağlar. ALİ DAĞDEVİREN

n Günlük hayatta çift taraflı kaldıraca benzer pek çok araç kullanırız. n Örneğin makas, pense, eşit kollu terazi, levye, kayık küreği, tahterevalli desteğin ortada olduğu kaldıraca benzer araçlardır. ALİ DAĞDEVİREN

ALİ DAĞDEVİREN

2. Tek Taraflı Kaldıraç n Desteğin uçta olduğu kaldıraçtır. İki çeşittir: a. Desteğin uçta, yükün ortada olduğu kaldıraç. Kuvvetten kazanç, yoldan kayıp vardır. Desteğin uçta, yükün ortada olduğu kaldıraçlara örnekler; el arabası, fındık kıracağı, gazoz açacağı, çenemiz. ALİ DAĞDEVİREN

ALİ DAĞDEVİREN

ALİ DAĞDEVİREN

n b. Desteğin uçta, kuvvetin ortada olduğu kaldıraç. Yoldan kazanç, kuvvetten kayıp vardır. Bu çeşit kaldıraca örnekler; cımbız, maşa, iş makinelerinin pistonla çalışan kolları, ön kollarımız… ALİ DAĞDEVİREN

ALİ DAĞDEVİREN

ALİ DAĞDEVİREN

KUVVET KAZANCI n Basit makinelerde kuvvet kazancı, yükün kuvvete oranı olarak ifade edilir. yük x yük kolu = kuvvet x kuvvet kolu yazılabilir. Kuvvet kazancı = Yük / Kuvvet = Yük kolu / Kuvvet kolu ALİ DAĞDEVİREN

ÖRNEK: n Şekildeki düzenekte yükü dengeleyen kuvvet kaç N’dur? ALİ DAĞDEVİREN

ÖRNEK: n Aşağıdaki sistemleri dengeye getirmek için okla gösterilen noktalara kuvvetler uygulanmaktadır. Hangi kuvvet en büyüktür? ALİ DAĞDEVİREN

ÖRNEK: Şekildeki gibi eşit bölmelendirilmiş homojen bir çubuk, bir iple tavana asılarak dengelenmiştir. Çubuğun ağırlığı 50 N olduğuna göre, ipteki gerilme kaç N’dur? ALİ DAĞDEVİREN

MAKARALAR Üzerinde ipin geçebileceği oluk bulunan, sabit bir eksen etrafında serbestçe dönebilen disk şeklinde bir araçtır. n Makaralar, kullanış şekline göre sabit ve hareketli olmak üzere iki çeşittir. n ALİ DAĞDEVİREN

1. Sabit Makara Dönme ekseni bir yere sabitlenmiş makaradır. İp makara üzerinden geçirilir ve ucuna yük asılır. İp diğer ucundan çekilince yük kaldırılır. n Sabit makara sadece kuvvetin yönünü değiştirir, kuvvetten ya da yoldan kazanç sağlamaz. Sürtünmeler ihmal edilirse kuvvet, yüke eşittir. n ALİ DAĞDEVİREN

ALİ DAĞDEVİREN

ÖRNEK: n Şekildeki sistemde, 10 N’luk P yükünü dengeleyen F kuvveti kaç N’dur? (Ipin ve makaranın ağırlığı ile sürtünme ihmal edilecek) ALİ DAĞDEVİREN

2. Hareketli Makara Dönme ekseni bir çengelle yüke bağlanmış, yükle beraber hareket eden makaradır. n Sürtünmeler ihmal edilirse, hareketli makarada kuvvet yükün yarısına eşittir. n ALİ DAĞDEVİREN

ALİ DAĞDEVİREN

ÖRNEK: n Şekildeki sistemde 400 N’luk kuvvetle kaç N’luk yük dengelenebilir? ALİ DAĞDEVİREN

PALANGALAR n Sabit ve hareketli makaraların birlikte kullanılmasıyla oluşturulmuş sisteme palanga denir. Palangada kuvvetten büyük oranda kazanç vardır. Fakat aynı oranda yoldan kayıp vardır. ALİ DAĞDEVİREN

ALİ DAĞDEVİREN

ÖRNEK: Şekildeki sistemde makaralar ağırlıksızdır. Sistem sürtünmesizdir. a. Yükü dengeleyen kuvvet kaç N’dur? b. Yükü 10 m kaldırmak için ip kaç m çekilmelidir? c. Kuvvet kazancı nedir? ALİ DAĞDEVİREN

Makaralar ve palangalar, iş makinelerinde gemilerde, yük kaldırma makinelerinde kullanılır. Bayrak direğinin üst tarafında sabit makara bulunur. ALİ DAĞDEVİREN

MERKEZLERİ FARKLI OLAN MAKARALAR Merkezleri farklı olan makaralarda kuvveti birinden diğerine aktarmak için zincir ya da kayış kullanılır. Şekildeki makaralar için; büyük makaranın dönme sayısı = n 1 küçük makaranın dönme sayısı = n 2 büyük makaranın yarıçapı = r 1 ALİ DAĞDEVİREN

Kayışlar çapraz takılarak makaraların dönme yönleri değiştirilebilir. ALİ DAĞDEVİREN

EĞİK DÜZLEM Bir ucu diğer ucundan daha yüksekte olan düzlemlere eğik düzlem denir. Eğik düzlem kullanılarak, çok büyük ağırlıklar, küçük kuvvetlerle kaldırılabilir. Dağlara çıkan kıvrımlı yollar, yürüyen merdivenler, yükleme rampaları, yükleme kalası, eğik düzleme örnek olarak verilebilir. ALİ DAĞDEVİREN

Bu şekilde P yükü, F kuvveti, L kuvvet yolunu, h yük kolunu göstermektedir. Eğik düzlemde, sürtünmeler ihmal edilirse, yükün yaptığı iş, kuvvetin yaptığı işe eşittir. F x F. kolu = P x P. yolu F x L = P x h F/P = h/L F = P. h / L ALİ DAĞDEVİREN

Bu formülden görülebileceği gibi, eğik düzlem ne kadar uzun olursa, yükü çeken kuvvet o kadar az olur. Ayrıca, eğik düzlemin yüksekliği ne kadar az olursa, yükü çeken kuvvet de o kadar az olur. ALİ DAĞDEVİREN

ÖRNEK: n Şekildeki eğik düzlemde AB = 6 m, BC = 2 m olduğuna göre 240 N’luk P yükünü hareket ettirmek için en az kaç N’luk F kuvveti uygulanmalıdır? (Sürtünme önemsenmeyecek) ALİ DAĞDEVİREN

ÇIKRIK Yarıçapları birbirinden farklı, dönme eksenleri aynı, birbirine sabitlenmiş iki silindirden oluşan bir sistemdir. Çıkrık, çift taraflı kaldıraca benzer. Sürtünmelerin ihmal edildiği bir çıkrık için şu bağıntı yazılabilir: F x R = P x r ALİ DAĞDEVİREN

ALİ DAĞDEVİREN

Motorla çalışan makinelerin çoğunda çıkrık sistemi vardır. Çevremizde çıkrığa benzer birçok araç gereç bulunur. Tornavida, anahtar, kapı kolu, pencere kolu, musluk başı, bisikletlerin pedal sistemi, vana başları, araba direksiyonu, el mikseri, el matkabı, kahve değirmeni çıkrık prensibine göre çalışır. ALİ DAĞDEVİREN

DİŞLİ ÇARKLAR Dişli çarklar, üzerinde eşit aralıklarla açılmış dişlerin bulunduğu, sabit bir eksen etrafında dönebilen silindir şeklindeki yapılardır. Silindir üzerindeki dişler, çarkların birbirine geçmesine yarar. Dişler, bir çark üzerine uygulanan kuvveti diğer çarklara aktarır. Dişli çarklar hareketin yönünü ve hızını değiştirmeye yarar. ALİ DAĞDEVİREN

Birbirine değen dişlilerin dönme yönleri terstir. Şekildeki birbirine değen dişliler için; büyük dişlinin dönme sayısı = n 1 küçük dişlinin dönme sayısı = n 2 büyük dişlinin diş sayısı = r 1 küçük dişlinin diş sayısı = r 2 n 1 / n 2 = r 1 / r 2 ALİ DAĞDEVİREN

VİDA Vida, silindirle eğik düzlemin birleşmiş bir şekli gibi düşünülebilir. Vida, bir silindir üzerinde spiral şeklinde açılmış oyuklardan oluşur. Vida ile çok büyük sıkıştırıcı ya da delici kuvvetler elde edilebilir. Çok büyük oranlarda kuvvetten kazanç sağlanabilir. ALİ DAĞDEVİREN

FÇ = vidayı çeviren kuvvet R = vidayı döndüren kuvvetin dönme eksenine uzaklığı a= vida adımı FD = delici kuvvet ALİ DAĞDEVİREN

Vidayı çeviren kuvvet, R yarıçaplı bir dairenin çevresini dolanır. Bu durumda çevirici kuvvetin yaptığı iş, delici kuvvetin yaptığı işe eşit olur. ALİ DAĞDEVİREN

ÖRNEK: Aşağıda görülen vidayı çeviren kuvvet kolu 30 N’luk bir kuvvetle çevrildiğinde, n vidanın oluşturacağı sıkıştırma kuvveti kaç N’dur? (Π = 3 alınız) n ALİ DAĞDEVİREN

KAMA Cisimleri delmek, kesmek, parçalamak ya da kaldırmak için kullanılan iki yüzü eğimli basit bir makinedir. Kamalar, genelde demir ya da çelikten yapılır. Ucu sivri eğik düzlem şeklinde bir alettir. Iğne, bıcak, jilet, keski, makasın ağzı, keser, balta, kamaya benzer aletlerdir. ALİ DAĞDEVİREN

Kama kuvvetin yönünü değiştirir. n Kama, yoldan kaybettirir, kuvvetten kazandırır. n ALİ DAĞDEVİREN

TEKERLEK Bir milin etrafında, serbestçe dönebilen disk şeklinde bir araçtır. Tekerlekler, üzerinde taşıdıkları cisimle zemin arasındaki sürtünmeyi azaltırlar. Tekerlek, karada giden taşıtlarda, el arabalarında, çocuk arabalarında ve hareketli birçok sistemde kullanılır. ALİ DAĞDEVİREN

HAZIRLAYAN ALİ DAĞDEVİREN FEN VE TEKNOLOJİ DERSİ ÖĞRETMENİ ALİ DAĞDEVİREN