BASİT MAKİNALAR

1. BASİT MAKİNALAR ALİ DAĞDEVİREN

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

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

4. 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

5. Başlıca basit makineler şunlardır; • kaldıraçlar, • makaralar, • palangalar, • çıkrık, • eğik düzlem, • vida, kama, • dişli çarklar ve • tekerleklerdir. ALİ DAĞDEVİREN

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

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

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

9. ALİ DAĞDEVİREN

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

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

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

13. ALİ DAĞDEVİREN

14. 2 .Tek Taraflı Kaldıraç • 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

15. ALİ DAĞDEVİREN

16. ALİ DAĞDEVİREN

17. 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

18. ALİ DAĞDEVİREN

19. ALİ DAĞDEVİREN

20. KUVVET KAZANCI • 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

21. ÖRNEK: • Şekildeki düzenekte yükü dengeleyen kuvvet kaç N’dur? ALİ DAĞDEVİREN

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

23. 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

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

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

26. ALİ DAĞDEVİREN

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

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

29. ALİ DAĞDEVİREN

30. ÖRNEK: • Şekildeki sistemde 400 N’luk kuvvetle kaç N’luk yük dengelenebilir? ALİ DAĞDEVİREN

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

32. ALİ DAĞDEVİREN

33. 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

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

35. 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 = n1 küçük makaranın dönme sayısı = n2 büyük makaranın yarıçapı = r1 küçük makaranın yarıçapı = r2 ALİ DAĞDEVİREN

36. Kayışlar çapraz takılarak makaraların dönme yönleri değiştirilebilir. ALİ DAĞDEVİREN

37. 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

38. 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

39. 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

40. ÖRNEK: • 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

41. 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

42. ALİ DAĞDEVİREN

43. 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

44. 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

45. Birbirine değen dişlilerin dönme yönleri terstir. Şekildeki birbirine değen dişliler için; büyük dişlinin dönme sayısı = n1 küçük dişlinin dönme sayısı = n2 büyük dişlinin diş sayısı = r1 küçük dişlinin diş sayısı = r2 n1 / n2 = r1 / r2 ALİ DAĞDEVİREN

46. 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

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

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

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

50. 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