Basit Makine Nedir?

İnsanlara yapması zor gelen bir işi, insanların işlerini kolaylaştırmak için kullanılan düzeneklere yada geliştirdiği araçlara "basit makine" yada "basit makineler" denir. Tüm basit makineler işi tek bir hareketle yapar.

Basit Makineler Hangi Amaçlarla Kullanılırlar?

1. Kuvvetten kazanç sağlamak,

2. Yoldan kazanç sağlamak,

3. Kuvvetin yönünü değiştirmek,

4. İşin yapılma hızını değiştirmek

5. bir enerji türünü başka bir enerji türüne dönüştürmek.

Basit Makine Türleri

1. Eğik düzlem

2. Kaldıraç

3. Vida

4. Palangalar

5. Çıkrık

6. Dişliler

7. Kasnaklar

Eğik düzlem

Ağır yükleri belli yüksekliğe kaldırmak zor olduğu zaman eğik düzlem yardımıyla yükten daha az bir kuvvet ile cisimler istenilen yüksekliğe çıkarılabilir. Sürtünmeler önemsiz ise, eğik düzlemde iş prensibi geçerlidir.

Eğik düzlem boyunca kuvvetin yaptığı iş, yükü yukarı çıkarırken potansiyel enerjiye dönüşür. Eğik düzlemin tepesinden bırakılan cisim yer çekimi kuvvetinin etkisiyle potansiyel enerjisi kinetik enerjiye dönüşecek şekilde yol alır.

Formülü = Kuvvet * Kuvvet yolu = Yük * Yük yolu

Kaldıraç

Kaldıraç; sağlam bir destek noktasına değecek şekilde uzatılmış uzun bir çubuktan oluşur. Sağ ya da sol ucundan kuvvet uygulandığında, karşı taraf ters yönde aşağı ya da yukarı doğru hareket eder. Kuvvet hangi uçtan uygulanırsa uygulansın çubuk desteğe dokunduğu nokta etrafında döner. Bu noktaya dönme noktası veya destek noktası denir. Demek ki, kaldıraç sağlam bir destek noktası etrafında dönebilen sağlam yapılı çubuktan oluşan düzeneğin adıdır.

Bir iş yaparken kaldıraç kullanmaktaki amaç işi kolaylaştırmaktır. Kaldıraçlar yardıımı ile küçük kuvvetlerle büyük yükler kaldırılır fakat işten kazanç sağlanmaz.

Kaldıraçta, kuvvetin destek noktasına olan uzaklığına kuvvet kolu, yükün destek noktasına olan uzaklığına da yük kolu denir. Ağırlığı önemsiz kaldıraç denge durumunda; Bir kaldıraçta kuvvetten kazanmak için kuvvet kolunun, yük kolundan büyük olması gerekir, böylelikle cisimler ağırlığından daha küçük kuvvetlerle dengede tutulabilirler.

Vida

Vida, iki yüzeyi birbirine birleştirirken, en çok kullanılan, basit makinelerden birisidir. Vidada iki diş arasındaki uzaklığa vida adımı denir. Vidayı tahtaya vidalamak için tornavida ile kuvvet uygulayarak döndürmek gerekir.

Vida başı bir tam dönüş yaptığında vida, vida adımı (a) kadar yol alır. N kez döndüğünde ise N . a kadar yol alır.

Vidayı döndürmek için uygulanan F kuvvetinin yaptığı iş, vida tahtaya girerken R direngen kuvvetinin yaptığı işe eşittir.

Formülü = Kuvvet . Kuvvet yolu = Yük . Yük yolu

Palangalar

Hareketli ve sabit makara gruplarından oluşan sistemlere palanga denir.

Makara ağırlıkları ve sürtünmelerin önemsiz olduğu palanga sistemlerinde, kuvvet ile yük arasındaki ilişki, makaralarda olduğu gibi denge şartlarından bulunur.

Makara ağrılıkları ihmal edilmiyor ise, hareketli makaraların ağırlıkları yüke ilave edilerek aynı işlem yapılır. Sabit makaraların ağırlıkları ise, tavana bağlı olan iplerle ya da bağlantı maddeleriyle dengelenir.

Çıkrık

Merkezlerinden geçen aynı eksen etrafında birlikte dönen yarıçapları farklı iki silindir ya da ortak ekseni bir kol ve bir silindirden oluşan sistemlere çıkrık denir. Bu sistemde yük küçük yarıçaplı silindirin çevresine dolanan ipin ucuna asılı iken kuvvet silindire bağlı kolun ucuna uygulanır. Çıkrıklar, kuyulardan su çekmek, tekstil fabrikalarında tezgahlarda ve eskiden yün eğirmek amacı için sıklıkla kullanılan basit makinelerdir.

Çıkrıkların çalışma sisteminde kuvvet ve yük arasındaki ilişkiyi göstermek için kuvvet ile çıkrık kolunun çarpımı, yük ile küçük silindirin yarı çarpımına olan eşitliğinden yararlanılır.

Çıkrık sisteminde çıkrık kolu, küçük silindirin yarıçapından büyük olduğundan, uygulanan kuvvet yükten daha küçük olur. Yani çıkrıklarda kuvvetten kazanç sağlarlar ama işten ve enerjiden kazanç olmaz.

Dişliler

Dişli çarklar, üzerinde eşit aralıklarla dişler bulunan ve bir eksen etrafında dönebilen silindir şeklindeki basit makinedir. Dişler çarkların birbirine geçmesini sağlar. Dişlilerden birine uygulanan kuvvet dişler yardımı ile diğerine iletilir. Dişlilerin çalışma prensibi çıkrığınkine benzer.

Eş merkezli dişliler birbirine perçinli olduğu için hep aynı yönde dönerler ve devir sayıları da eşittir.

Kasnaklar

Kasnaklar dişleri olmadığı için kayış ya da iple birbirlerine bağlanırlar.  Devir sayıları yine yarıçapları ile ters orantılıdır. Dönme yönleri ise, şekilde görüldüğü gibi kayışların bağlanma şekline göre değişir.

Birbirlerini döndüren dişli ve kasnaklarda dönme sayısı ile yarıçapların çarpımı eşittir.

Basit Makinelerin Genel Özellikleri

1. Basit makine ile, kuvveten, hızdan ve yoldan kazanç sağlanabilir. Fakat aynı anda hepsinden kazanç sağlanamaz. Birinden kazanç varsa, diğerlerinden aynı oranda kayıp vardır.

2. Kuvvet kazancı, yükün kuvvete oranı olarak ifade edilir. Yük kuvvet ile dengede ise, Kuvvet Kazancı= Yük/ Kuvvet olur.

3.Hiçbir basit makinede işten kazanç yoktur. Hatta sürtünme gibi nedenlerden dolayı kayıp vardır. Sürtünmenin olmadığı ideal basit makinelerde işten kayıp yoktur. Bu durumda makine tam kapasite ile çalışır. Yani verim % 100 olur. Verim= Alınan İş/Verilen İş = Yükün Yaptığı İş/Kuvvetin Yaptığı İş

4. Basit makinelerde moment ve iş prensipleri geçerlidir.

Kuvvetin Büyüklüğünü Arttıran Makinelere Örnekler

1. Cımbız

2. Pense

3. Tornavida

4. Gazoz açacağı

Kuvvetin Yönünü Değiştiren Basit Makinelere Örnekler

1. Tahterevalli

2. Sabit Makara

3. Kapı Kolu

Sürat Değiştiren Makinelere Örnekler

1. El Mikseri

2. El Matkabı