BASİT MAKİNELER
BASİT MAKİNELER
Günlük hayatımızda iş yapma kolaylığı sağlayan makinelere basit makine denir. Elektrikle çalışan aletler basit makine değildir. Basit makineler canlı gücü ile çalışan sistemlerdir.
Özellikleri;
- Kuvvetin değerini azaltarak kuvvetten kazanç sağlayabilirler. (Kuvvetten kazanç söz konusu ise yoldan kayıp vardır.) Kuvvet kazancı = Yük / Kuvvet
- Alınan yolu azaltarak yoldan kazanç sağlayabilirler. (Yoldan kazanç söz konusu ise kuvvetten kayıp vardır.)
- Hiç bir basit makine hem yoldan hem kuvvetten kazanç sağlayamaz.
- Kuvvetin yönünün ve doğrultusunu değiştirebilirler.
- İş yapma kolaylığı sağlarlar. Verim = Yükün Yaptığı İş / Kuvvetin Yaptığı İş
- Bir işin yapma hızını değiştirebilirler.
- Basit makineler bir işten kazanç sağlamaz, yapılan iş hep aynıdır. Yalnızca iş kolaylığı sağlarlar.
- Enerjiden kayıp ya da kazanç yoktur. Enerji başka bir enerjiye dönüşebilir.
- Basit makineler kendi kendine enerji üretmez, aksine sürtünme söz konusu ise enerji kaybına yol açar.
- Uygulanan kuvvet (giriş kuvveti) oluşan kuvvetten (çıkış kuvveti) büyükse kuvvetten, küçükse yoldan kazanç vardır.
KALDIRAÇLAR
Sabit bir destek sistemi etrafında dönebilen sisteme kaldıraç denir.
Kaldıraçta, kuvvetin destek noktasına olan uzaklığına kuvvet kolu, yükün destek noktasına olan uzaklığına da yük kolu denir. Bir kaldıraçta kuvvetten kazanmak için kuvvet kolunun, yük kolundan büyük olması gerekir böylelikle cisimler ağırlığından daha küçük kuvvetlerle dengede tutulabilirler.
|Çift Taraflı Kaldıraçlar
|Tek Taraflı Kaldıraçlar
|Desteğin ortada olduğu kaldıraçlar
|Yükün ortada olduğu kaldıraçlar
|Kuvvetin ortada olduğu kaldıraçlar
|Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu
|Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu
|Kuvvet x Kuvvet kolu = Yük x Yük kolu
|Kuvvet Kolu / Yük Kolu = 1 ise; kuvvetten ya da yoldan kazanç yoktur.
Kuvvet Kolu / Yük Kolu < 1 ise; yoldan kazanç vardır.
Kuvvet Kolu / Yük Kolu > 1 ise; kuvvetten kazanç vardır.
|Her zaman Kuvvet Kolu / Yük Kolu > 1 durumu söz konusudur ve kuvvetten kazanç vardır.
|Her zaman Kuvvet Kolu / Yük Kolu < 1 durumu söz konusudur ve yoldan kazanç vardır.
|Örnekler: tahterevalli, makas, eşit kollu terazi, keser, pense, kriko, karga burnu, yan keski, kerpeten
|Örnekler: el arabası, ceviz kıracağı, kürek
|Örnekler: cımbız, maşa, tel zımba
MAKARALAR
Makaralar da iş yaparken bir takım kolaylıklar sağlayan basit makinelerdendir. Günlük yaşamda en fazla gördüğümüz şekliyle inşaatlarda harç, tuğla ve diğer yapı malzemelerini taşımak için kullanılmaktadır. Makaralar, kullanış şekline göre sabit ve hareketli olmak üzere iki çeşittir.
Sabit Makaralar:
- Sabit bir yere asılan, çevresine dolanan ip çekildiğinde yalnızca dönme hareketi yapabilen, cisimlerin çeşitli yönlere hareket etmesinde kolaylık sağlayan makaralara sabit makaralar denir.
- Sabit makaralar genelde kuvvetin yönünü değiştirmek içi kullanılır.
- Kuvvet Kazancı 1'dir.
- Uygulanan kuvvet yüke eşittir ( F=P )
- Kuvvet tarafından bir metre çekilmesi yükün de bir metre çekilmesine neden olacaktır.
- İpin her yüzeyinde eşit gerilme olacaktır.
- Makara ağırlığı sadece sabitlendiği yere etki edeceğinden dolayı asla hesaba katılmaz.
Hareketli Makaralar:
- Çevresine dolanan ip çekildiğinde dönerek alçalma veya yükselme hareketi yapan makaralara hareketli makaralar denir.
- Hareketli makaralar kuvvetten kazanç sağlamamızı sağlayan basit makinelerdir.
- Sistemde yük ile makara birlikte yükselirler.
- Kuvvet kazancı P/F = 2 'dir.
- Makara ağırlıksız ise P=2F, eğer makara ağırlığı ihmal edilmiyorsa P+MA ( makara ağırlığı ) = 2F 'dir
- Yükü kaldırmak için gerekli olan kuvvet yükün yarısına eşittir. Kuvvetten kazanç varsa yoldan da aynı düzeyde kayıp olacaktır. Yani kuvvetin 2 metrelik yaptığı harekette yük 1 metre hareket edecektir.
- Kuvvetin yönünde değişiklik meydana getirmez.
Palangalar:
- Hareketli ve sabit makaraların bir arada kullanılmasıyla oluşan sistemlere palanga adı verilir.
- Palangalarda kuvvet kazancı makara sayısına göre çok yüksek olabilir.
- Kuvvet kazancının yanı sıra kuvvet yönünü de değiştirebilirler.
- Eğer makara ağırlıkları dahil edilecek ise sadece haraketli olan makaralar dikkate alınmalıdır.
- Kuvvet kazancı hesaplanırken her makara teker teker etkilerine bakılabileceği gibi düzenekte haraketli kısmı taşıyan ip sayısı ile daha kolay bir şekilde hesap yapılabilir. Makara ağırlığı dahil ise; F = P + Haraketli makara sayısı / Haraketli kısmı taşıyan ip sayısı , makara ağırlığı ihmal edilecek ise; F = P / Haraketli kısmı taşıyan ip sayısı şeklinde hesaplanır.
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.
- Vida, günlük yaşamda parçaları birbirine sabitlemek için kullanılan eğik düzlemden oluşan bir tür basit makinedir. Vida, eğik düzlemde olduğu gibi yolu uzatarak kuvvet kazancı sağlayabilen bir araçtır. Akordeon krikolar, vida düzeneği içeren ve tüm araçlarda bulunması gereken bir araçtır. Kriko kolunun döndürülmesi ile uygulanan kuvvetten daha büyük ağırlıktaki yükler kaldırılabilmektedir.
- 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. İğne, bıçak, jilet, keski, makasın ağzı, keser, balta, kamaya benzer aletlerdir. Kama kuvvetin yönünü değiştirir. Kama, yoldan kaybettirir, kuvvetten kazandırır.
DİŞLİ ÇARKLAR VE KASNAKLAR
Dişli çarklar, kuvveti dişlere veya bir zincir yardımıyla diğer bir dişli çarka aktaran sistemlerdir. Dişli çarklar eş merkezli olabileceği gibi farklı merkezli dişler de vardır. Kasnaklar ise dişleri olmayan tekerleklerdir. Kasnaklar birbirlerine bir kayış ile bağlanır ve kuvvet aktarımı sağlar.
ÇIKRIK
Dönme eksenleri çakışık, yarı çapları farklı silindirlerden oluşan basit makinelere çıkrık denir.