100 N 50 N 50 N 50 N 50 N 100 N 100 N 50 N 50 N 25 N 25 N 25 N 25 N 12,5 N 12,5 N
III. Palangalar
Hareketli ve sabit makaraların bir arada kullanılmasıyla oluşan sistemlere palanga adı verilir. Palangalarda, hareketli makaralarla kuvvetten kazanç sağlanırken sabit makaralarla uygulanan kuvve- tin yönü değiştirilebilmektedir. Palangalar çok ağır yüklerin daha az kuvvet ile hareket ettirilmesini sağlamak amacı ile tasarlanan sis- temlerdir. Bu yüzden palangalar çok büyük kuvvet kazancı sağla- yabilmektedirler. Buna karşın yoldan kayba neden olurlar. Palanga sistemlerinde kuvvet kazancını kullanılan hareketli makara sayısı etkilediği gibi kuvvetin uygulandığı ipin çekilme yönü de kuvvet ka-
zancını etkilemektedir. G G
F
F
Makaraları Kullanalım
Etkinliğin Yapılışı
➜Destek çubuğunu üçayağa takınız. İkinci destek çubuğunu, bağlama parçasıyla uzun destek çubuğuna dik olacak şekilde bağlayınız.
Gerekli Malzemeler
‣
Sabit ve hareketli makara‣
Destek çubuğu (2 adet)‣
Bağlama parçası‣
Dinamometre‣
Üçayak‣
İp‣
Makas‣
Takoz‣
Cetvel Etkinlik 5-1 Görsel 1 Görsel 2 Kuvvet kazancı =2 Kuvvet kazancı =3➜ Takozun ağırlığını ölçünüz. ➜Makarayı destek çubuğuna asınız.
➜ 1 m kadar ip kesiniz ve ipin iki ucuna ilmekler atınız.
➜ Sabit makaradan ipi geçiriniz ve ipin bir ucuna takozu, diğer ucuna ise dinamometreyi bağla- yınız.
➜Takozu 15 cm yukarıya kaldırmak için dinamometreyi aşağıya doğru çekiniz. ➜ Dinamometredeki değeri ve takozun kaç cm yükseldiğini kaydediniz. ➜ Bu kez makarayı hareketli olacak şekilde Görsel 2’deki gibi ayarlayınız.
➜ İpi hareketli makaradan geçirerek bir ucunu destek çubuğuna bağlayınız. Diğer ucunu ise dinamometreye bağlayınız.
➜Takozu hareketli makaraya asınız ve ipin ucuna astığınız dinamometre ile takozu 15 cm yuka- rıya kaldırınız.
➜ Bu sırada dinamometredeki değeri ve takozun kaç cm yükseldiğini defterinize kaydediniz. Neler Gözlemlediniz?
4 Sabit makara kullandığınızda kuvvetten kazanç oldu mu? Belirtiniz
4 Hareketli makara kullanarak takozu kaldırdığınızda kuvvetten kazanç oldu mu? Belirtiniz. 4 Sabit makarada takozu 15 cm yukarıya kaldırmak için ipi kaç cm çektiniz? Açıklayınız. 4 Hareketli makarada yükü 15 cm yukarıya kaldırmak için ipi kaç cm çektiniz?
Yanda verilen karekoda tanımlanan ‟Sabit, Hareketli Makaralar ve Palan- galar” videosunu, karekod uygulaması bulunduran bir cihazdan ya da ‟www. eba.gov.tr.” adresinden izleyerek bu konuyu pekiştirebilirsiniz.
b. Kaldıraçlar
Ağır bir kaya parçasını yerinden oynatmak oldukça zor olabilir. Bunun yerine uzun ve sağlam bir çubuk, görseldeki gibi odundan bir destek noktasına daya- narak kaya parçasının altına sokulursa kaya parçası yerinden oynatılabilir. Çubuğa aşağı yönde bir kuvvet uyguladığınızda çubuk, kaya parçasına yukarı yönde bir kuvvet uygular. Böylece daha az kuvvet ile daha ağır yükler kaldırılabilir.
Bir çubuk ve bir destekten oluşan, destek noktası etrafında hareket edebilen basit makinelere kaldıraç denir.
Hayır Evet 15 cm
Kaldıraçlarda uygulanan kuvvetin destek noktasına olan uzaklığına kuvvet kolu (a), yükün destek noktasına olan uzaklığına yük kolu (b), kaldıraçta çubuğun dayandığı noktaya ise destek noktası de- nir. Kaldıraçlar; desteğin, yükün ve kuvvetin konumlarına göre üç tipte incelenebilir:
I. Desteğin Arada Olduğu Kaldıraçlar
Destek noktasının, kuvvetin uygulandığı nokta ile yükün ara- sında olduğu kaldıraçlardır. Bu tip kaldıraçlar uygulanan kuvve- tin yönünü değiştirdikleri için çift taraflı kaldıraç olarak da adlan- dırılabilirler. Bu tür kaldıraçlarda kuvvetten kazanç ya da kayıp yaşanması gibi durumlar, kuvvet kolu ile yük kolu arasındaki ilişkiye bağlıdır.
Yük Destek noktası
Kuvvet
Sistem dengedeyken kuvvet kolu yük koluna eşit ise (a = b) uygula- nan kuvvet, cismin ağırlığına eşittir. (F = G) Bu durumda kuvvetten veya yoldan kazanç ya da kayıp yaşan- maz.
G
F
Kuvvet kolu (a) Yük kolu (b)
Sistem dengedeyken kuvvet kolu yük kolundan büyük ise (a > b) uy- gulanan kuvvet, cismin ağırlığından küçüktür. (F < G) Bu durumda kuv- vetten kazanç, yoldan kayıp yaşanır.
G
F
Kuvvet kolu (a) Yük kolu (b)
Sistem dengedeyken kuvvet kolu yük kolundan küçük ise (a < b) uy- gulanan kuvvet, cismin ağırlığından büyüktür. (F > G) Bu durumda kuv- vetten kayıp, yoldan kazanç yaşanır.
G
F
Kuvvet kolu (a) Yük kolu (b)
Basit makinelerde kuvvet kazancı kuvvet kolunun yük koluna ya da yükün kuvvete oranı ile hesaplanır. Kuvvet kolu Yük Kuvvet kazancı =1 Kuvvet kazancı =3 Yol kazancı =3
Hemen hemen çoğumuzun hayatında karşılaştığı kaldıraçlardan biri de tahterevallidir. Tahterevallide destek ortada, kuvvet ve yük uçlardadır.
Hayatınızın çeşitli aşamalarında, desteğin arada olduğu kaldıraca benzer pek çok basit makineyi kullanmışsınızdır. Bunlardan biri de çok eski zamanlardan beri adaletin sembolü olan eşit kollu terazidir. Mahkemelerin düzeni sağlamadaki yöntemi, eşit kollu terazide olduğu gibi kefelerde ne olduğuna bakıl- maksızın herkesin mahkeme önünde eşit olduğu ilkesidir.
II. Yükün Arada Olduğu Kaldıraçlar
Bu tür kaldıraçlar, desteğin ve kuvvetin uçlarda, yü- kün ise arada olduğu kaldıraçlardır. Yükün arada oldu- ğu kaldıraçlar, uygulanan kuvvetin yönünü değiştirmez. Kuvvet kolu yük kolundan büyük olduğu için (a > b) her zaman kuvvetten kazanç, yoldan ise kayıp vardır.
Kerpeten, keser, levye, tahterevalli, makas çeşitleri, pense gibi aletler de desteğin arada olduğu kaldıraç örneklerindendir.
Kuvvet Yük
G F
Kuvvet kolu (a) Yük kolu (b)
a2b olduğundan her zaman kuvvetten kazanç sağlanır.
Kullanım alanları
Kuvvet kazancı =2
a1b olduğundan kuvvetten kayıp yaşanmasır.
Maşa, tenis raketi, olta, beyzbol sopası ve cımbız kuvvetin arada olduğu kaldıraçlara örnek verilebilir. Kaldıraçlar, günlük hayatımızda sıkça kullandığımız basit makinelerdir. Araçların pedal sistemleri ile bisikletlerin fren sistemlerinde ve bazı çatıların pencere sistemlerinde çeşitli kaldıraçlardan yararlanıl- maktadır.
El arabası, fındık kıracağı, bazı kapı sistemleri ve gazoz kapağı açacağı yükün arada olduğu kaldı- raçlara örnek verilebilir.
III. Kuvvetin Arada Olduğu Kaldıraçlar
Desteğin ve yükün uçlarda, kuvvetin ise arada oldu- ğu kaldıraçlardır. Bu tür kaldıraçlar da yükün arada ol- duğu kaldıraçlar gibi uygulanan kuvvetin yönünü değiş- tirmez. Kuvvet kolu yük kolundan küçük olduğu için her zaman kuvvetten kayıp, yoldan ise kazanç sağlarlar.
Kuvvet Yük Kuvvet Destek noktası G F
Kuvvet kolu (a)
Yük kolu (b)
F
Kullanım alanları Yol kazancı =2 Kullanım alanlarıKaldıraç Yapalım
Etkinlik uyarıları