Rahat makinelerin iyi mi işlediğini anlayabilmek için lüzumlu temel bilgiler. Kaldıraç nedir, insan vücudunda ki kaldıraçlar ve kaldıraç çeş...
Rahat makinelerin iyi mi işlediğini anlayabilmek için lüzumlu temel bilgiler. Kaldıraç nedir, insan vücudunda ki kaldıraçlar ve kaldıraç çeşitleri, makara ve dişili hakkında temel bilgiler
Gerek günlük hayatımızda, gerekse sanayi, ziraat alanlarında devamlı olarak iş yaparız. Bu anlamına gelir ki bir kuvvet harcarız, bir şeye kuvvet uygularız, bunun sonunda da bazı hareketler elde ederiz. Bildiğimiz şeklinde fizikte iş dediğimiz vakit kuvvetle yolun çarpımı anlaşılır. Buna gore, “Biz devamlı olarak iş yaparız” diyebiliriz.
Kimi durumlarda kuvveti direkt doğruya uygularız. Diyelim yere düşen bir kalemi alacağız. Bunun için elimizi uzatırız, kalemi kaldırıveririz.
Bundan dolayı kalemin ağırlığı çok küçüktür; insan kolunun kuvveti onu kaldırmaya yeter de artar bile. Kalem yerine ağır bir taşı kaldırmak istesek, durum birazcık değişmiş olur. Belli bir ağırlığa kadar, taşı da tutarız, birazcık zorlansak da kaldırırız. Daha eğer olmazsa iki elimizi kullanırız. Gelgelelim o şekilde taşlar, kayalar vardır ki ne kadar uğraşırsak uğraşalım kaldıramayız, yerlerinden bile oynatamayız. İşte o vakit bazı araçlar kullanmak zorunda kalırız. Bu araçlara, genel olarak, rahat makineler denir.
Rahat makinelerin çok çeşidi vardır. Yalnız, hepsinin ortak özelliği ona bir kuvvet uygulanması, makinenin de bu kuvvetin sertliğini, ya da yönünü değiştirerek iş yapmasıdır. Daha yaygın olan türleri, minik kuvvetle, büyük kuvvetlere iş yaptıran türleridir. Bu şeklinde makineler işlerimizi daha da kolaylaştırır.
KALDIRAÇ NEDİR?
Rahat makinelerde, yukarıda anlatılanlardan anlaşılacağı şeklinde iki büyüklük vardır:
• Verilen iş = Hareket veren kuvvet X Hareket veren kuvvetin yolu.
• Alınan iş = Karşı koyan (direngen) kuvvet x Direngen kuvvetin yolu.
Enerjinin sakınımı ilkesine gore bu iki iş birbirine eşittir. Sadece gayemiz büyük bir kuvveti ondan daha minik bir kuvvetle karşılamaktır. Rahat makineler, çoğu zaman işte bunu sağlarlar.
Şimdi gene taş örneğine dönelim. Kendi gücümüzle kaldıramayacağımız taşın altına sağlam bir sırık yerleştirip, sırığı başka bir taşa dayarsak, taşı yerinden oynatabiliriz. Kullandığımız seviye aslında rahat bir makinedir. Buna kaldıraç denir.
Kaldıraç, genel olarak, şu şekilde tanımlanır: Bir dayanma noktası çevresinde dönebilen bir çubuk alalım, bunun bir noktasına yükümüzü koyalım, başka bir noktasından da kuvvet uygulayalım. İşte bu seviye kaldıraçtır.
Kaldıraç da rahat bir makine olduğuna gore, yukarıdaki eşitliğe dayanarak iş görür. Yük kolu ile yük’ün çarpımı uygulanan kuvvet’le kuvvet kolu’nun çarpımına eşittir. Destekle yük arasındaki uzunluğa yük kolu, destekle kuvvetin uygulama noktası arasındaki uzaklığa da kuvvet kolu denir. Yukarıdaki eşitlik de kaldıraç yasası adını alır. Kaldıracın yararlı olabilmesi için uygulanan kuvvetin yükten minik olması istenir. Bu da sadece kuvvet kolunun yük kolundan büyük olmasıyla sağlanabilir. Demek ki oynatmak istediğimiz taşın altına sopayı soktuktan sonrasında desteği yüke yakın koymamız gerekir.
KALDIRAÇ ÇEŞİTLERİ
Üç çeşit kaldıraç vardır:
• Birinci çeşit kaldıraçlar da destek, yük ile kuvvetin uygulama noktası arasındadır. Yukarıda sözü edilen sopa bu çeşit bir kaldıraç sağlar. Terazi, makas, birazcık sonrasında göreceğimiz makara donanımları hep birinci çeşit kaldıraç örnekleri içinde sayılabilir.
• İkinci çeşit kaldıraçlar da ise yük ortadadır. Bu tür kaldıracın en belirgin örneği el otomobili’dır. Ceviz kıracağı da bu tür bir kaldıraçtır.
• Üçüncü kaldıraç türünde kuvvetin uygulama noktası ortada yer alır. Bu kaldıraç için kantar örnek olabilmektedir.
SÜRTÜNME KUVVETİ NEDİR?
Yükleri, ağır cisimleri kaldırmak için bizlere kolaylık elde eden başka donanımlardan biri makara’lardır. Makaraların yararlarını iyice idrak etmek için, daha ilkin sürtünme denen vakası incelememiz gerekir. Sürtünme kuvveti, adından da anlaşılacağı şeklinde, iki cismin birbirine sürtülmesi esnasında sürtme hareketine engel olan kuvvete verilen addır. İki cismi birbirine sürtünce bir kuvvet doğar, işte bu kuvvete sürtünme kuvveti denir. Yönü sürtme işini gerçekleştiren kuvvetin yönüne terstir. Kitabımızı masa üstünde herhangi bir yönde kaydırsak, sürtünme kuvveti gene doğar, kitabın hareketini güçleştirir.
•Sürtünme kuvvetinin sertliği sürtünen cisimlerin yüzeylerinin muntazam ya da pürüzlü olmasına göre farklılık gösterir. Pürüzlü yüzeyler arasındaki sürtünme kuvveti daha büyüktür. Demek ki yüzeyleri muntazam hale getirirsek, parlatırsak, cilalarsak, gitgide, sürtünme kuvvetini küçültürüz. Yalnız, ne yaparsak yapalım, sürtünme kuvvetini sıfıra indirmek, yok etmek olanaksızdır.
Sanayi alanında sürtünme gerek rahat makinelerde, gerekse karışık makinelerde bir mesele olarak karşımıza çıkar. Sürtünme kuvvetini çoğu zaman istemeyiz. Yok edemeyeceğimize gore, küçültmenin yollarını ararız.
Bunun için, kimi durumda sürtünen yüzeyler iyice parlatılır; kimi zaman de, sürtünen cisimlerin biçimi değiştirilerek sürtünme azaltılır. Bir örnek verelim:
Bir sandığı yerde sürüklemeye kalksak epeyce büyük bir kuvvet harcamamız gerekir; aynı sandığı tekerlekli bir arabanın üstüne koyup çeksek, bu işi daha minik bir kuvvetle başarabiliriz. Demek ki kayma sürtünmesi yerine yuvarlanma sürtünmesi koyarsak, isteğimizi belli bir oranda elde edebiliyoruz.
YORUMLAR