Basit Makineler Konu Özeti

İş yapma kolaylığı sağlayan araçlara basit makineler denir.

Basit makineler; kuvvetin yönünü değiştirmek veya kuvvetten ya da yoldan kazanç sağlamakta kullanılabilir. Kuvvetten kazanç sağlayan bir basit makinede yoldan kayıp, yoldan kazanç sağlayan bir basit makinede kuvvetten kayıp vardır. Basit makinelerde işten kazanç olmaz.

Basit makine çeşitleri:

Kaldıraçlar

Destek noktası da denen sabit bir nokta etrafında dönebilen cisimlere kaldıraç denir.

Kuvvet x Kuvvet Kolu = Yük x Yük Yolu

Kuvvet kolunun uzunluğu, yük kolunun uzunluğundan ne kadar fazla ise kaldıracın kuvvet kazancıda o kadar büyüktür. El arabası, ceviz kırma makinesi ve kapak açacağı, bu kaldıraç çeşidine örnek olarak verilebilir.

Makaralar

Çevresine ip geçirilmiş, ekseni çevresinde dönerek ipin hareket etmesi sonucu çalışan araçlara “makara” denir.

Sabit Makaralar

Ekseninden tavana veya duvara sabitlenerek sadece dönme hareketi yapan makaralardır. O noktasına göre tork hesaplandığında,

P.d=F.d olur.

Buradan P = F ifadesi elde edilir.

P yükünü dengelemek için uygulanan kuvvetin büyüklüğü F, P ye eşittir. Sabit makaralarda kuvvetten kazanç sağlanmaz, yalnızca kuvvetin yönünü değiştirmek için kullanılır.

Hareketli Makara

Hem kendi çevresinde dönebilen hem de yüke bağlı olduğu için yükle beraber hareket edebilen makaradır. O noktasına göre moment alınırsa,

S. d = F. 2d olur.

Buradan F= P/2 bulunur.

Bu durumda, kuvvetten yarı yarıya kazanç vardır.

Palangalar

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

Eğik Düzlem

Ağır yükleri belli yüksekliğe kaldırmak zor olduğu zaman eğik düzlem yardımıyla yükten daha az bir kuvvet ile cisimler istenilen yüksekliğe çıkarılabilir. Sürtünmeler önemsiz ise, eğik düzlemde iş prensibi geçerlidir.

Kuvvet . Kuvvet yolu = Yük . Yük yolu

F. S = S. h

Kuvvet yolu, kuvvete paralel olan S yolu, yük yolu ise, yüke paralel olan h yoludur. Kuvvetten kazanç sağlanır. Fakat aynı oranda yoldan kayıp olur.

Çıkrık

Aynı eksen etrafında dönen bir silindir ve bir kolun birleştirilmesiyle oluşan sisteme çıkrık denir. Kuyu düzeneklerinde, kıyma makinelerinde ve kapı anahtarı gibi düzeneklerde kullanılır.Çıkrıkta kuvvetin uyguladığı kolun uzunluğu arttıkça bir yükü kaldırma için uygulanması gereken kuvvet azalır yani kuvvet kazancı artar.Çıkrıkta kuvvet ve yük arasındaki ilişki

P xr = F x R yani

Yük x yük kolu = Kuvvet x Kuvvet kolu

formülü ile hesaplanabilir.

Vida

Vida, iki yüzeyi birbirine birleştirirken, en çok kullanılan, basit makinelerden birisidir. Vidada iki diş arasındaki uzaklığa vida adımı denir. Vidayı tahtaya vidalamak için tornavida ile kuvvet uygulayarak döndürmek gerekir. Vida başı bir tam dönüş yaptığında vida, vida adımı (a) kadar yol alır. N kez döndüğünde ise N . a kadar yol alır.

Vidayı döndürmek için uygulanan F kuvvetinin yaptığı iş, vida tahtaya girerken R direngen kuvvetinin yaptığı işe eşittir.

İş prensibinden

Kuvvet . Kuvvet yolu = Yük . Yük yolu

F . 2pr = R . a dır.

Vidanın baş kısmı daire olduğu için bir turda kuvvet yolu dairenin 2pr çevre uzunluğu kadar olur.

Dişliler

Bir eksen etrafında dönebilen silindir şeklindeki çarklardır.

– Dişler, bir çark üzerine uygulanan kuvveti diğer çarklara aktarır.
– Dişli çarklar hareketin yönünü ve süratini değiştirmeye yarar.
– Büyük dişli küçük dişliden yavaş, fakat daha büyük kuvvetle döner.

Aynı merkezli dişlilerde;

– Dönme yönleri aynıdır.
– Dönme sayıları da aynıdır.

Farklı merkezli dişlilerde;

– Dönme yönleri zıttır.
– Diş sayısı fazla olan az, diş sayısı çok olan fazla döner.

Aynı yönlü bağlı dişlilerde;

– Dönüş yönleri aynıdır.
– Büyük dişli bir tur döndüğünde küçük dişli 1 turdan fazla döner.

Çapraz bağlı dişlilerde;

– Dönüş yönleri zıttır.
– Büyük dişli 1 tur attığında küçük dişli 1 turdan fazla döner.