BASİT MAKİNELER

Çok az parçadan oluşarak iş kolaylığı sağlayan ek bir kuvvet çeşidinin etkisiyle çalışan araçlara basit makineler adı verilir.

Basit Makinelerin Özellikleri

• Basit makinelerde işten veya enerjiden kazanç kayıp kesinlikle yoktur.
• Bir işin daha kısa sürede yapılmasını sağlar
• Kuvvetin yönünü ve büyüklüğünü değiştirebilir.
• Basit makineler iş yapma kolaylığı sağlar.
• Bir enerji türünü başka bir enerjiye çevirebilir.

MAKARALAR

Makaralar, sabit ve hareketli olmak üzere ikiye ayrılır.

Sabit Makaralar

Sabit bir yere asılan, çevresine dolanan ip çekildiğinde yalnızca ekseni etrafında dönme hareketi yapabilen, cisimlerin çeşitli yönlere hareket etmesinde kolaylık sağlayan makaralara sabit makaralar adı verilir.

• Sabit makarada yükün ağırlığı kuvvete eşittir. Yani YÜK (P) = KUVVET (F)
• Sabit makaralarda makara ağırlığı kuvvetin büyüklüğünü etkilemez.
• Kuvvetten ya da yoldan asla kazanç-kayıp yoktur

Hareketli Makaralar

Çevresine dolanan ip çekildiğinde dönerek alçalma veya yükselme hareketi yapan makaralara hareketli makaralar denir. Hareketli makaralarda ipin bir ucu sabit bir yere asılıdır. Diğer ucu ise kuvvetin uygulandığı uç olup yük, makaraya bağlıdır.

• Hareketli makaralarda yükü kaldırmak için uygulanacak kuvvet yükün yarısına eşittir. Yani KUVVET (F)= YÜK (P) / 2
• Hareketli makaralarda makara ağırlığı kuvvetin büyüklüğünü etkiler.
• Kuvvetin yönünü değiştirmezler. İş yapma kolaylığı sağlar.
• Her zaman kuvvetten kazanç yoldan kayıp vardır.

Palangalar

Hareketli ve sabit makaraların bir arada kullanılmasıyla oluşan sistemlere palanga adı verilir.

• Sistem iki farklı şekilde kurulabilir.
  • F kuvveti aşağı yönlüyse; Kuvvet (F)=Yük (P) / Makara Sayısı
  • F kuvveti yukarı yönlüyse; Kuvvet (F)=Yük (P) /Makara Sayısı+1
• Kuvvetin yönünü değiştirir.
• Hareketli makara sayısı arttıkça kuvvet kazancı artar, uygulanan kuvvet azalır.
• Yükü taşıyan ip sayısı arttığında uygulanan kuvvet azalır. Kuvvet kazancı artar. Yani, Kuvvet Kazancı = Yük / Kuvvet
• Kuvvet kazancı ile uygulanan kuvvetin büyüklüğü ters orantılıdır.

KALDIRAÇLAR

Bir çubuk ve bir destekten oluşan, destek noktası etrafında hareket edebilen basit makinelere kaldıraç denir. Kuvvetin destek noktasına olan uzaklığına kuvvet kolu, yükün destek noktasına olan uzaklığına yük kolu denir.

Desteğin Arada Olduğu Kaldıraçlar

Destek noktasının, kuvvetin uygulandığı nokta ile yükün arasında olduğu kaldıraçlardır. Bu tip kaldıraçlar uygulanan kuvvetin yönünü değiştirdikleri için çift taraflı kaldıraç olarak da adlandırılabilirler.

Yük X Yük Kolu = Kuvvet X Kuvvet Kolu

• 

• Destek noktasının, yük ile kuvvet arasında (ortasında) olduğu kaldıraç tipidir.
• Makas, eşit kollu terazi, tahterevalli, pense, keser, levye, kerpeten, mandal, tırnak makası desteğin arada olduğu kaldıraçlara örnektir
• Kuvvet kolu, Yük Kolu’na eşitse ise kuvvetten veya yoldan kazanç ya da kayıp yoktur.
• Kuvvet Kolu ,Yük Kolundan büyükse ise kuvvetten kazanç, yoldan kayıp vardır
• Yük Kolu, Kuvvet Kolundan büyükse ise kuvvetten kayıp, yoldan kazanç vardır.

Yükün Arada Olduğu Kaldıraçlar

Desteğin ve kuvvetin uçlarda, yükün ise arada olduğu kaldıraçlardır. Yükün arada olduğu kaldıraçlar, uygulanan kuvvetin yönünü değiştirmez.

• Kuvvet kolu yük kolundan büyük olduğu için (a > b) her zaman kuvvetten kazanç, yoldan ise kayıp vardır.
• Kuvvetin yönünü değiştirmezler.
• El arabası, fındık kıracağı, bazı kapı sistemleri, gazoz kapağı açacağı, insan çenesi, delgeç yükün arada olduğu kaldıraçlara örnek olarak gösterilebilir.

Kuvvetin Arada Olduğu Kaldıraçlar

Desteğin ve yükün uçlarda, kuvvetin ise arada olduğu kaldıraçlardır. Kuvvet kolu yük kolundan küçük olduğu için her zaman kuvvetten kayıp, yoldan ise kazanç sağlarlar.

• Kuvvetin yönünü değiştirmezler.
• Maşa, tenis raketi, olta, beyzbol sopası ve cımbız kuvvetin arada olduğu kaldıraçlara örnek verilebilir.

EĞİK DÜZLEM

Cisimleri belli bir yüksekliğe çıkarmak için oluşturulan rampa düzeneklerine eğik düzlem adı verilir.

Kuvvet X Eğik Düzlem Uzunluğu = Yük X Eğik Düzlem Yüksekliği

• Eğik düzlem kuvvetten daima kazanç sağlar.

• Eğik düzlemin boyu arttırılırsa kuvvet kazancı artar.
• Eğik düzlemin yüksekliği arttırılırsa kuvvet kazancı azalır.
• Eğim azaldıkça uygulanan kuvvet azalır ve kuvvet kazancı artar. Eğim arttığında ise uygulanan kuvvet artar ve kuvvet kazancı azalır.
• Merdiven, engelli rampası, dağların tepelerine çıkan virajlı yollar eğik düzlem örnek olarak gösterilebilir.

VİDA

Bir silindir etrafına sarılmış eğik düzleme vida adı verilmektedir. Her tam turda bir vida adımı yol alınmaktadır.

ÇIKRIK

Eş merkezli ve yarıçapları farklı iki veya daha fazla silindirden meydana gelen basit makine düzeneklerine çıkrık adı verilir.

• Çıkrıkta kuvvetten kazanç, yoldan kayıp vardır.
• Kuvvet kolunun uzunluğu arttıkça kuvvet kazancı artar.
• Kalemtraş, el matkabı, tornavida, bisiklet pedalı kahve değirmeni, kıyma makinesi çıkrığa örnektir.

DİŞLİ ÇARKLAR

Kuvveti dişlere veya bir zincir yardımıyla diğer bir dişli çarka aktaran sistemlere dişli çark adı verilir.

• Eş merkezli dişlilerin dönme yönleri aynı, farklı merkezli dişlilerin dönme yönleri birbirine zıttır.
• Değirmenler, saatler, zeytinyağı fabrikaları, bisiklet ve araçlar dişli çarkların kullanım alanlarına örnek olarak gösterilebilir.

KASNAKLAR

Dişleri olmayan tekerleklerin bir kayış yardımıyla bir birine bağlanarak kuvvet aktarımı sağlayan araçlara kasnak adı verilir.

• Çapraz bağlı kasnaklarda dönme yönleri farklıdır.
• Düz bağlı kasnaklarda dönme yönleri aynıdır.

Not: Kasnakların bütün özellikleri ve hesaplamaları dişli çarklarla aynıdır.