İçeriğe atla

Basit makine

Basit makineler, insanların işlerini kolaylaştırmak için geliştirildiği araçlardır. Basit makineler; kuvvetten kazanç sağlamak, yoldan kazanç sağlamak, kuvvetin yönünü değiştirmek, işin yapılma hızını değiştirmek ya da bir enerji türünü başka bir enerji türüne dönüştürmek amaçlarıyla kullanılabilir.

Tarihçe

Basit bir makine fikri, MÖ. 3. yüzyıl civarında Yunan filozofu Arşimed'le ortaya çıktı. Koldaki mekanik avantaj prensibini keşfetti. Arşimet'in kolu ile ilgili ünlü lafı: "Bana durmak için bir yer ver, ben de Dünyayı hareket ettireceğim.",mekanik avantaj kullanılarak elde edilebilecek kuvvet yükseltme miktarında bir sınır olmadığı iddiasını ifade eder. Daha sonra Yunan filozofları klasik beş basit makineyi (eğik düzlem hariç) tanımladılar ve (ideal) mekanik avantajlarını hesaplayabildiler. Mesela, İskenderiye Heron (MS. 10–75) çalışmalarında “harekete geçen bir yük” ayarlayabilen beş mekanizma listeler; kolu, ırgat, kasnak, kama ve vida ve bunların imalat ve kullanımlarını açıklar. Ancak Yunanların anlayışı basit makinelerin statiği (kuvvetler dengesi) ile sınırlıydı ve dinamikleri, kuvvet ile mesafe arasındaki değişimleri ya da iş kavramlarını içermiyordu.

Rönesans döneminde, Mekanik Güçlerin dinamikleri, basit makinelerin çağrıldığı gibi, sonunda yeni mekanik kavramına öncülük edecekleri, uygulayabilecekleri güçlerin yanı sıra, bir yükü ne kadar kaldırabilecekleri açısından incelenmeye başlandı. iş. 1586'da Flaman mühendis Simon Stevin, eğik düzlemin mekanik avantajını elde etti ve diğer basit makinelere dahil edildi. Basit makinelerin tam dinamik teorisi, İtalyan bilim adamı Galileo Galilei tarafından 1600 yılında Le Meccaniche'de çalışarak makinelerin altında yatan kuvvetli kuvvetlendirici olarak benzerliğini gösterdi. Basit makinelerin enerji yaratmadığını, sadece dönüştürdüğünü açıklayan ilk kişi oydu.

Makinelerde klasik kayar sürtünme kuralları Leonardo da Vinci (1452–1519) tarafından keşfedilmiştir, ancak yayınlanmamıştır ve yalnızca defterlerinde belgelenmiştir ve sürtünmenin eterik bir sıvı olduğuna inanmak gibi Newton öncesi bilime dayanmaktadır. Guillaume Amontons (1699) tarafından yeniden keşfedilmiş ve Charles-Augustin de Coulomb (1785) tarafından daha da geliştirilmiştir.

Kaldıraçlar

Bu tür kaldıraçlarda, formül; "Kuvvet . Kuvvet kolu = Yük . Yük kolu"dur.

Kuvvet kolu, kuvvet ile destek arasındaki mesafedir. Yük kolu da, yük ile destek arasındaki mesafedir.

Bu kaldıraçta kuvvet kolu, yük kolundan uzundur. O yüzden, yükü kaldırmak için daha az kuvvet uygulanmalıdır.
Bu kaldıraçta kuvvet kolu, yük kolundan kısadır. O yüzden, yükü kaldırmak için daha fazla kuvvet uygulanmalıdır.

Kullanımları

Kaldıraçlar az kuvvet ile büyük yükleri kaldırmak için kullanılır. Yük kolu ile kuvvet kolu uzunlukları eşitse, uygulanan kuvvet yük kadar olur. Kuvvet kolu ne kadar büyükse, yükü kaldırmak için harcanacak kuvvet o kadar az olur.

Eğik düzlem

Ana madde: Eğik düzlem

Bir yükü, ağırlığından daha küçük kuvvetle yukarıya kaldırmak amacıyla kullanılır.

Eğik düzlem resminde, A noktasındaki cismi C noktasına çıkarmak için yapılan iş, aynı cismi B noktasından C noktasına çıkarmak için yapılan işe eştir. Buna göre:

WAC = WBC denilebilir.

Az bir kuvvetle yükü C noktasına çıkarmak için;

  • Eğik düzlem boyu uzatılabilir.
  • Eğim açısı küçültülebilir.

Eğim açısı büyürse/eğik düzlemin boyu kısalırsa, daha çok kuvvet gerekir.

Eğik düzlem ve gösterilişi.

Makaralar

Ana madde: Makara (mekanik)

İş yapma kolaylığı sağlayan basit makinelerden biri makaradır. 3 çeşit makara vardır:

  • Sabit makaralar
  • Hareketli makaralar
  • Palangalar

Sabit makara

Sabit makaralarda yalnız makara döner. Bir yere monte edilmiş şekilde kullanılan makaralardır. Kullanımda kuvvetin yönünü değiştirme özelliği vardır. Bu makaralar kuvvetten kazanç sağlamazlar. Yükü kaldırmak için yüke eşit bir kuvvet kullanılır. 50 N yükü kaldırmak için ipin ucunu 50 N kadar çekmek gerekir.

Hareketli makara

Yük ile birlikte hareket eden, hem iş yapma kolaylığı hem de kuvvetten kazanç sağlayan makaralara hareketli makara denir. Hareketli makaralar kuvvetten kazanç sağlarken yoldan kaybettirirler.Hareketli makaralar iş yapma kolaylığı da sağlar fakat uygulanan kuvvetin yönünü değiştiremezler.

Hareketli makaralarda yük, serbest olan makaraya bağlanır. Formül, "Kuvvet = Yük/makara sayısı " dır.

Palanga

Ana madde: Palanga

Palanga, az kuvvetle çok yük kaldırmak için kullanılan makaralar kombinasyonudur. Sabit makaraya, aynı gövdeye bağlı bir veya daha fazla hareketli makaranın ilâve edilmesiyle meydana gelir.

Bu sistemlerde kuvvet bölünerek yükün bir kısmının sabit makaralara taşıtılmasıyla uygulanacak kuvvet azaltılabilir. Palangalarda yükü kaldıracak kuvvet, yükün ağırlığının makara sayısına bölümü ile hesaplanır. Palangalarda kuvvet kazancı hareketli makaralara etki eden ip sayısına eşittir. Palangalarda uygulanacak kuvvet hesaplanırken hareketli makaraların ağırlıkları da hesaba katılır. Palangalarda kuvvetten kazanç vardır.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Mekanik</span> kuvvetlere veya yer değiştirmelere maruz kalan fiziksel cisimlerle ilgilenen bilim

Mekanik, fiziğin fiziksel nesnelerin hareketleriyle, özellikle kuvvet, madde ve hareket arasındaki ilişkilerle ilgili alanıdır. Nesnelere uygulanan kuvvetler yer değiştirmeler veya bir nesnenin çevresine göre konumunda değişikliklerle sonuçlanır. Fizik'in bu dalının kökenleri Antik Yunanistan'da Aristoteles ve Arşimet'in yazılarında bulunur.. Erken modern dönem sırasında, Galileo, Kepler ve Newton gibi bilim adamları şimdiki klasik mekaniğin temellerini attılar. Klasik mekanik, duran veya ışık hızından çok daha düşük hızlarla hareket eden cisimlerle ilgili klasik fizikin bir dalıdır. Kuantum aleminde olmayan cisimlerin hareketini ve üzerindeki kuvvetleri inceleyen bilim dalı olarak da tanımlanabilir. Alan bugün kuantum teorisi açısından daha az anlaşılmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Makine</span> herhangi bir enerji türünü başka bir enerjiye dönüştürmek, belli bir güçten yararlanarak bir işi yapmak veya etki oluşturmak için dişliler, yataklar ve miller gibi çeşitli makine elemanlarından oluşan düzenekler bütünü

Makine, bir iş yapmak için kuvvet uygulamak ve hareketi kontrol etmek için güç kullanan fiziksel bir sistemdir. Terim genellikle motor kullanan yapay cihazlara veya moleküler makineler gibi doğal biyolojik makromoleküllere de uygulanır.

<span class="mw-page-title-main">Buhar makinesi</span> Buharın içinde var olan ısı enerjisini, mekanik enerjiye dönüştüren bir dıştan yanmalı motor

Buhar makinesi, buharın içinde var olan ısı enerjisini, mekanik enerjiye dönüştüren bir dıştan yanmalı motordur. Buhar makineleri, lokomotifler, buharlı gemiler, pompalar, buharlı traktörler ve endüstriyel devreler olabilir.

Dinamik, cisimlerin, çeşitli kuvvetler altında, hareketlerindeki değişiklikleri inceleyen bilim dalıdır. Başka bir ifadeyle: Dinamik, harekete sebep olan ve hareketi değiştiren unsurları inceler.

<span class="mw-page-title-main">Kaldıraç</span>

Arşimet'in formüle ettiği kaldıraçlar, destek noktası da denilen sabit bir nokta etrafında dönebilen sistemlere denir. Kaldıracın etrafında döndüğü noktaya destek denir. Uygulanan kuvvetin destek noktasına olan uzaklığına kuvvet kolu, yük ile destek arasındaki uzaklığa yük kolu denir. Bir kaldıraçta kuvvet kolu, yük kolundan ne kadar uzun olursa, bu kaldıraçla kaldırılabilecek yük de o kadar büyük olur.

<span class="mw-page-title-main">Parçacık hızlandırıcı</span>

Parçacık hızlandırıcı, yüklü parçacıkları yüksek hızlara çıkarmak ve demet halinde bir arada tutmak için elektromanyetik alanları kullanan araçların genel adıdır. Büyük hızlandırıcılar parçacık fiziğinde çarpıştırıcılar olarak bilinirler. Diğer tip parçacık hızlandırıcılar, kanser hastalıklarında parçacık tedavisi, yoğun madde fiziği çalışmalarında senkrotron ışık kaynağı olmaları gibi birçok farklı uygulamalarda kullanılır. Şu an dünya çapında faaliyette olan 30.000'den fazla hızlandırıcı bulunmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Eğik düzlem</span>

Eğik Düzlem, bir ucu diğerinden daha yüksek olan, bir yükü kaldırmak veya indirmek için yardımcı olarak kullanılan, dikey yönden bir açıyla eğilmiş düz bir destek yüzeyidir. Eğik düzlem, Rönesans bilim adamları tarafından tanımlanan altı klasik basit makineden biridir. Eğik düzlemler, ağır yükleri dikey engeller üzerinden taşımak için kullanılır. Örnekler, malları bir kamyona yüklemek için kullanılan bir rampadan, bir yaya rampasında yürüyen bir kişiye, bir yokuşu tırmanan bir otomobile veya demiryolu trenine kadar çeşitlilik gösterir.

<span class="mw-page-title-main">İş (fizik)</span>

Fizikte, bir kuvvet bir cisim üzerine etki ettiğinde ve kuvvetin uygulama yönünde konum değişikliği olduğunda iş yaptığı söylenir. Örneğin, bir valizi yerden kaldırdığınızda, valiz üzerine yapılan iş kaldırıldığı yükseklik süresince ağırlığını kaldırmak için aldığı kuvvettir.

<span class="mw-page-title-main">Ceraskal</span>

Caraskal, diferansiyel palanga da denilen en büyük özelliği kaldırılan yükün istenilen konumda bir kuvvet olmaksızın durabilmesi ve yükü kaldırmak için gereken kuvvetin az olması olan, kusuru ise yükün kaldırılma süresinin uzaması yani yoldan kayıptır.

Mekanik denge bir katı cisim için cisme etkiyen bileşke kuvvet vektörünün ve bileşke moment vektörünün sıfır olmasıdır. Katı cisim deforme olmadığından cisme etkiyen kuvvetlerin ve momentlerin net olarak sıfır olması Newtonun ikinci hareket yasasına dayanarak cismin doğrusal ve açısal ivmesinin sıfır olması olarak değiştirilebilir.Bu tanıma göre havada sabit hızda yol alan bir uçak veya sabit eksende sabit açisal hızla dönen bir topaç dengededir.

Vinç, genellikle bir halat, tel halat veya zincirlerle donatılmış, malzemeleri hem kaldırmak hem indirmek hem de yatay olarak hareket ettirmek için kullanılabilen bir makine türüdür. Ağır nesneleri kaldırmak ve başka yerlere taşımak için kullanılır. Vinçler, bir veya daha fazla basit makine kullanarak mekanik avantaj yaratır ve böylece insanların normal kapasitesinin ötesinde yükleri taşır. Vinçler, nakliye için yüklerin yüklenmesi ve boşaltılması, inşaat için malzemelerin hareketi ve ağır ekipmanların montajı için sanayide yaygın olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Tork</span> bir kuvvetin nesnenin ekseninde, dayanak noktasında ya da çevresinde dönme eğilimi

Tork, kuvvet momenti ya da dönme momenti, bir cismin bir eksen etrafındaki dönme, bükülme veya burulma eğilimini dönme ekseni merkezine indirgeyerek ölçen fiziksel büyüklüktür. Torkun büyüklüğü moment kolu uzunluğuna, uygulanan kuvvete ve moment kolu ile kuvvet vektörü arasındaki açıya bağlıdır.

Fizikte, birim zamanda aktarılan veya dönüştürülen enerjiye ya da yapılan işe güç denir, P simgesiyle gösterilir. Uluslararası Birim Sistemi'nde güç birimi, saniyedeki bir joule'e eşit olan watt'tır kısacası J/s. Eski çalışmalarda güç bazen iş olarak adlandırılırmıştır. Güç türetilmiş bir nicelik ve skaler bir büyüklüktür.

Makaralı yay, okçulukta yaygın olarak kullanılan yay çeşitlerinden biridir. Yayın kolları makara sistemi sayesinde el ile daha kolay büküldüğü için daha kuvvetli, daha sert, daha az hareket eden yaylar kullanılabilir, ok daha yüksek hız ve kinetik enerjiyle fırlatılabilir. Bu yüzden enerji kol hareketinden çok, çok daha hafif olan ve kolay dönen makaraları çevirmeye ve asıl amaç olan okun gönderilmesine harcanır, daha verimlidir.

<span class="mw-page-title-main">Hareket (fizik)</span>

Hareket ya da devinim, bir cismin sabit bir noktaya göre yerinin zamana karşı değişimidir. Hareketle ilgilenen bilim sahaları, mekanik ve kinematik olarak sınıflandırılabilir. İlkinde kuvvet ve kütle üzerindeki etkisi incelenirken, ikincisinde, kütlenin konumu, hızı gibi nitelikler incelenir.

<span class="mw-page-title-main">Brownian ratchet</span>

Termal ve istatistiksel fizik felsefesinde, Brownian ratchet ya da Feynman-Smoluchowski ratchet 1912 tarihinde Polonyalı fizikçi Marian Smoluchowski tarafından analiz edilen ve 11 Mayıs 1962 tarihinde, Kaliforniya teknoloji enstitüsünde, Nobel Ödülü kazanmış Amerikan fizikçi Richard Feynman tarafından bilinir hale getirilen görünür devridaim makinedir. Bu basit makine küçük kısa kürekler ve mandallı çark içerir. Maxwell'in cini olarak görülse de, termal denge sistemindeki gelişigüzel dalgalanmadan işten kazanç sağlayabilmek için kullanılır. Termodinamiğin ikinci yasası ihlali, termal denge sistemindeki gelişigüzel dalgalanmayı kapsar. Detaylar Feynman ve diğerleri tarafından analiz edilmiş ve neden bunu yapamadığını göstermişlerdir.

<span class="mw-page-title-main">Mekanik denge durumu</span>

Mekanik denge, bir parçacığın, katı cisimin ya da bir dinamik sisteminin momentumunun korunmuş olduğuğu durumdur. Genelde çizgisel durumu ifade eder. Örneğin, çizgisel mekanik denge, objeye etki eden net kuvvet sıfır iken sistemin çizgisel momentumunun korunduğu bir durum olabilir. Çizgisel momentumun sıfır ve korunmuş olduğu bu özel durumda, sistem statik dengededir. Herhangi bir sistem için çizgisel momentum korunmuş olsa bile, eylemli referans sistemini değiştirmek mümkün olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Sabit bir eksen etrafında dönme</span> dönme hareketinin özel bir durumu

Sabit bir eksen etrafında dönme dönme hareketinin özel bir durumudur. Sabit eksen hipotez yönünü değiştirerek bir eksen olasılığını dışlar ve salınım devinim gibi olguları tarif edemez. Euler’in dönme teoremine göre, Aynı zamanda, sabit eksenler boyunca eş zamanlı rotasyon imkânsızdır. Eğer iki rotasyona aynı anda kuvvet uygulanırsa, rotasyonun yeni ekseni oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Makara</span>

Makaralar, cisimleri hareket ettirmekte kuvvet kazancı sağlayan, kuvvetin yönünü değiştiren basit makinelerdir. İlk arkeolojik makara resimleri MÖ 8. yüzyıl Asur kabartmasında bulunmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Makaralarla şekillendirme</span> uzun bir sac şeridin istenen bir kesite sürekli bükülmesi

Roll forming, aynı zamanda makaralarla şekillendirme veya rollform şekillendirme denir ve (uzun sac şeridinin istenen kesite haddeleme ile sürekli bükülmesidir. Şerit, istenen enine kesit elde edilene kadar, her biri bükümün yalnızca artan kısmını gerçekleştiren ardışık stantlara yerleştirilmiş makara gruplarından geçer. Rollformla şekillendirme, uzun ve büyük miktarlarda sabit profilli parça üretimi için idealdir.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.