8.sınıf fen bilimleri basit makineler konu anlatımı. Basit makinelerin çeşitleri ve özellikleri.
Basit makineler
Kuvvetin yönünü veya büyüklüğünü değiştirerek iş yapma kolaylığı sağlayan araçlara basit makine denir.
Basit makinelerin özellikleri ve amaçları :
1- Uygulanan kuvveti azaltabilir,
2- Kuvvetin yönünü değiştirebilir,
3- İşin yapılma süresini azaltabilir,
4- İş kolaylığı sağlar,
5- İş ve enerjiden kazanç sağlamaz,
6- Enerji dönüşümü gerçekleştirilir.
*** Basit makinelerde aynı anda hem kuvvetten ve hem de yoldan kazanç sağlanamaz, buna göre kuvvetten kazanç varsa yoldan kayıp olur, yoldan kazanç varsa kuvvetten kayıp olur. ***
*** Basit makinelerde işten kazanç veya kayıp olmaz, tahtadaki bir vidayı elle veya tornavida kullanarak sökerek aynı işi yapmış oluruz. Ancak tornavida kullanarak daha az kuvvet harcar ve iş kolaylığı sağlarız, ayrıca bu bize zamandan tasarruf sağlar ***
Burada basit makine çeşitleri olarak kaldıraç, makara, eğik düzlem ve çıkrık sistemlerini inceliyoruz.
Makaralar
Sabit bir eksen etrafında serbestçe dönen sistemlere makara denir.
Kuvvet F ve Yük P ile gösterilir.
Sabit ve hareketli olmak üzere iki çeşit makara vardır.
1- Sabit makara
Sabit bir noktaya asılan ve yükle beraber hareket etmeyen makaraya sabit makara denir.
Sabit makara özellikleri :
– Kuvvet kazancı veya kaybı yoktur.
– Uygulanan kuvvet yüke eşittir. F = P
– İpi 1 metre çektiğimizde yükte 1 metre yer değiştirir.
– Kuvvetin yönü değiştirilir.
– Kuvvet ile yük ters yönde hareket eder.
*** Sabit makara kuvvetin yönünü değiştirerek iş yapma kolaylığı sağlar. ***
2- Hareketli makara
Yükle birlikte hareket eden makaralara hareketli makara denir.
Hareketli makara özellikleri :
– Kuvvetten kazanç vardır.
– Yükün ağırlığı iplere eşit şekilde paylaştırılır.
– Kuvvet yükün yarısına eşittir. 2F = P
– Yoldan kayıp vardır.
– Yükü 1 metre yukarı çıkarmak için ip 2 metre çekilmelidir.
– Yükle kuvvet aynı yönde hareket eder.
*** Hareketli makarada kuvvetten kazanç elde edilerek iş yapma kolaylığı sağlanır ***
**** Kuvvet kazancı yükü ve makarayı taşıyan ip sayısı ile doğru orantılıdır. ***
Palanga
Sabit ve hareketli makaraların birlikte kullanıldığı sistemlere palanga denir.
– Daima kuvvetten kazanç vardır.
– Ancak ipin bağlanış şekline göre kuvvet kazancı değişebilir.
– Makara sayısı ve ip sayısı arttıkça kuvvet kazancı da artar.
– İnşaatlarda, maden ocaklarında ve gemilerde yük taşıma amaçlı kullanılır.
Kaldıraçlar
Sabit bir nokta (denge noktası) etrafında dönebilen sistemlere kaldıraç denir.
Günlük hayatta kullandığımız makas, kerpeten, ceviz kıracağı ve çekiç gibi bazı araç gereçler kaldıraç türü basit makinedir.
Kaldıraçlar kuvvet, kuvvet kolu, destek, yük ve yük kolundan oluşur.
– Destek noktası : Kaldıracın etrafında döndüğü sabit noktadır.
– Kuvvet kolu : Kuvvetin destek noktasına olan uzaklığıdır.
– Yük kolu : Yükün destek noktasına olan uzaklığıdır.
*** Kuvvet kolu uzunluğu arttıkça uygulanan kuvvet o kadar azalır.
Kuvvet kolu uzunluğu ile kuvvet arasında ters orantı vardır. ***
*** Destek yüke ne kadar yakınsa yükü kaldırmak o kadar kolaydır. Bunu çocuk parklarında bulunan tahterevalli de gözlemleyebiliriz. Tahterevallinin destek noktasına yakın oturan bir kişiyi kaldırmak daha kolaydır. ***
Kaldıraç türleri
Desteğin, kuvvetin ve yükün ortada olduğu olmak üzere üç çeşit kaldıraç vardır.
1- Desteğin ortada olduğu kaldıraçlar
– Kuvvetten kazanç veya kayıp olabilir.
Örnek: Kerpeten, makas, tahterevalli
2- Yükün ortada olduğu kaldıraçlar
– Daima kuvvetten kazanç vardır.
– Yoldan kayıp vardır.
Örnek: El arabası, ceviz kıracağı, menteşeli kapı, delgeç ve kapı kolu
3- Kuvvetin ortada olduğu kaldıraçlar
– Daima kuvvetten kayıp vardır.
– Yoldan kazanç vardır.
Örnek: Cımbız, maşa, kürek ve tenis raketi
Eğik düzlem
Yükleri belirli bir yüksekliğe çıkarmak için tasarlanmış basit makinelere eğik düzlem denir.
– Kuvvetten kazanç, yoldan kayıp vardır.
– Yol uzunluğu arttırılarak daha az kuvvet harcanması sağlanır.
Örnek:
– Yerden kaldırılması zor bir yükü masanın üzerine çıkarmak isteyelim, bunun için düz ve uzun bir tahta kullanarak eğik düzlem oluşturmalıyız. Tahta eğimli bir şekilde masa ile yer arasına yerleştirilirse yük daha az kuvvet harcanarak masa üzerine taşınabilir.
– Dağ yolları araçların yüksek kesimlere kolay bir şekilde çıkması için virajlı yapılır. Alınan yol uzar ancak, araçların dağa çıkışı kolaylaşır.
Çıkrık
İki silindir veya bir silindir ve bir koldan oluşan sistemlere çıkrık denir.
Örnek: Bisiklet pedalı, anahtar , el mikseri, araba direksiyonu
Kuvvetin kazancı sağlayan basit makineler :
Pense, tornavida, kerpeten, şişe açacağı
Kuvvetin yönünü değiştiren basit makineler :
Kapı kolu, tahterevalli, sabit makara
Yapılan işin süratini değiştiren basit makineler :
