BASİT MAKİNELER

İş kolaylığı sağlamak için geliştirilmiş aletlere basit makine denir.

Basit makinelerde;

Kuvvetkazancı elde edildiğinde yoldan aynı oranda kayıp, yoldan kazanç elde ediliyorsa aynı oranda kuvvetten kayıp olur.

!!!İşten ve enerjiden kazanç ya da kayıp elde edilmez.

KALDIRAÇLAR

Sabit bir destek etrafında hareket edebilen ve yapacağımız işe göre destek noktasının yeri değişebilen sağlam çubuklara kaldıraç denir.

Uygulanan kuvvetin destek noktasına olan uzaklığına kuvvet kolu yük ile destek arasındaki uzaklığa yük kolu denir.

Kaldıraç ile hesaplamalar yaparkendesteğe göre tork-denge prensibinden faydalanılır.

• Şekil 1’de yükün desteği olan uzaklığı kuvvetin desteği olan uzaklığından daha küçük olduğundan kuvvetten kazanç yoldan kayıp vardır.

• Şekil 2’de yükün desteği olan uzaklığı kuvvetin desteği olan uzaklığına eşit ise kuvvet Kazancı ya da kaybından söz edilemez. Kuvvet Kazancı ve kaybı olmadığında yoldan da kayıp ya da kazanç yoktur.

• Şekil 3'de yükün desteği olan uzaklığı kuvvetin desteği olan uzaklığından daha büyük olduğundan kuvvetten kayıp yoldan ise kazanç vardır.

• Yükün ortada olduğu kaldıraçlara örnek olarak el arabası verilebilir.
• Desteğin ortada olduğu kaldıraçlara örnek olarak  tahterevalli verilebilir.
• Kuvvetin ortada olduğu kaldıraçlara örnek olarak cımbız verilebilir.

KASNAKLAR

Kasnaklar arasındaki iletişim kayışla sağlanır. Kasnaklarda kuvvet, birinden diğerine kayışla aktarılır.

Örnek olarak;

 Dikiş makineleri,patoz makinası kasnaklara örnek verilebilir.

Farklı Merkezli Kasnaklar

2πr₁ . n₁ = 2πr_{2 .} n₂

r₁  . n₁ = r₂ . n₂

Eş Merkezli Kasnaklar

n:tur sayısı

DİŞLİLER

Eş Merkezli Dişliler

Farklı Merkezli Dişliler

2πr₁ . n₁ = 2πr_{2 .} n₂= 2πr_{3 .} n₃

r₁  . n₁ = r₂ . n₂= r₃. n₃

n:tur sayısı

NOT: Birbirlerini döndüren dişli ve kasnaklarda dönme sayısı ile yarıçapların çarpımı eşittir.

ÖRNEK:

Şekildeki K dişlisi ok yönünde döndürülüyor.

Bu sistemle ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenemez?

1. K ve M dişlileri aynı yönde döner.
2. L ve N dişlileri zıt yönde döner.
3. K ve L dişlileri eşit tur sayısı ile döner.
4. K ve N dişlileri zıt yönde döner.
5. L ve N dişlileriaynı yönde döner.

CEVAP:E

ÇIKRIK

Dönme eksenleri aynı yarıçapları farklı iki silindirin oluşturduğu sisteme çıkrık denir.

F.2πR = P. 2πr

F. R = P. r

MAKARALAR

SABİT MAKARA

Çevresinden geçen ip çekildiğinde yalnızca dönme hareketi yapabilen makaralara sabit makara denir.

F. r = P. r

F = P

Kuvvetten kazanç yoktur.

Kuvvet h kadar çekilirse ağırlık h kadar yükselir.

HAREKETLİ MAKARA

Çevresinden geçen ip çekildiğinde hem dönebilen hem de yükselip alçalabilen makaralara hareketli makara denir.

2F = P

F=P/2

Ağırlığı ihmal edilen hareketli makarada kuvvetten kazanç vardır. Ağırlığı ihmal edilmiyor ise ağırlığa göre kuvvetten kazanç olabilir de olmayabilir de. Hareketli makarada F kuvveti ile ipin ucu h kadar çekilirse, karşılıklı paralel iplerin herbirinden h/2 kadar kısalma olur ve cisim h/2 kadar yükselir.

ÖRNEK:

Şekildeki makaranın ağırlığı 10N olup sistem dengede olduğuna göre;

İplerde oluşan gerilmeler T₁ ve T₂ kaç Newton’dur?

ÇÖZÜM:

T₁ +T₂ = G + G_makaraT₁ = T₂

T₁ +T₂ = 40+10       T₁ = T₂= 25 N

PALANGA

Hareketli ve sabit makara gruplarından oluşan sistemlere palanga denir.

Makara ağırlıkları ve sürtünmelerin önemsiz olduğu palanga sistemlerinde, kuvvet ile yük arasındaki ilişki, makaralarda olduğu gibi denge şartlarından bulunur.

NOT:  Kuvvet kazancı;

bağıntısı ile hesaplanır.

• oran 1 den büyük ise kuvvetten kazanç vardır.
• oran 1 e eşit ise kuvvetten ve yoldan kazanç yoktur.
• oran 1 den küçük ise yoldan kazanç vardır.

VİDA

Vida, iki yüzeyi birbirine birleştirirken, en çok kullanılan, basit makinelerden birisidir. Vidada iki diş arasındaki uzaklığa vida adımı (a) denir.

Vida başı bir tam dönüş yaptığında vida, vida adımı (a) kadar yol alır. N kez döndüğünde ise

N. akadar yol alır.

F. 2πr = R. a

ÖRNEK:

ÇÖZÜM:

Vidanın ilerleme miktarı h=N.a olduğuna göre; 2.5=10cm saplanır.

EĞİK DÜZLEM

Ağır yükleri yukarı çıkarmak için eğik düzlem adı verilen yokuşlardan yararlanılır. Bir levhanın ya da kalasın bir ucu yükün çıkarıldığı yere dayanırsa eğik düzlem elde edilir

• Basit makinelerde verim:

Alınan işin verilen işe oranı, bir makinenin verimi  olarak tanımlanır. Yüksek verim, verilen işin çoğunun makine tarafından işe dönüştürülmesi demektir.

Düşük verim, verilen işin bir kısmının kaybolduğunu ve kullanışlı bir işe dönüştürülemediğini gösterir. Verim genellikle yüzde olarak ifade edilir.

Verim yüzdesi = (Alınan iş/Verilen iş  ) . 100

Verim yüzdesi = (Ağırlığın yaptığı iş/Kuvvetin yaptığı iş  ) . 100

ÖRNEK:

Ağırlığı P= 40 N olan cisim sürtünmesi önemsiz makaralarla kurulu sistemde sabit hızla yükseliyor.

Sistemin verimi %80 olduğuna göre F kaç Newton’dur?

ÇÖZÜM:

Verim yüzdesi = (Ağırlığın yaptığı iş/Kuvvetin yaptığı iş  ) . 100

F=25N

ÖRNEK:

Basit makinelerle ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenemez?

1. İş kolaylığı sağlamak için kullanılır.
2. Kuvvet kazancı elde edilebilir.
3. Yol kazancı elde edilebilir.
4. Enerji kazancı elde edilebilir.
5. Birden fazla basit makine kullanılarak sistem oluşturulabilir.

CEVAP:D