Özellikler bakımından dişli çarklara benzerler

Kasnakların Özellikleri

• Kuvvetin yönünü değiştirir.
• Hareketin hızını değiştirir.
• İş kolaylığı sağlar

Kasnak Türleri
1. Aynı yönlü kasnaklar

2. Zıt yönlü kasnaklar

Kasnakların Dönme Hızı ve Tur Sayısı
Kasnakların dönme hızı ve tur sayısı dişlilerle aynı hesaplanır.
Yarıçapı fazla olan yavaş, az olan hızlı döner.
Hesaplamalarda her çarkın tur ve yarıçapının çarpımı birbirine eşit olmalıdır.
Örneğin yukarıdaki kasnak için hesaplama:
n1.r1 = n2.r2 şeklinde olmalıdır.

Kasnakların Kullanım Alanları

• Dikiş makinesi
• Otomobil Motoru
• Tekstil makineleri
• jeneratörler

Bir çıkrıkta büyük çarkın çapı arttıkça ve küçük çarkın çapı azaldıkça kuvvetten kazanç artar.

Çıkrık Nerelerde Kullanılır?

Tornavida
El mikseri
Bisiklet pedalı
Kıyma makinesi
Musluk Kafası
Bisiklet gidonu
Otomobil direksiyonu
Kapı Kolu
Su vanası

Eğik düzlem Nedir?
Bir ucu diğerine göre yerden yüksekte olan yatay düzlemlere eğik düzlem denir?

Eğik düzlemde kuvvetten kazanç ve yoldan kayıp vardır.

Eğik düzlemde kuvvetten kazanç sağlanırken yoldan da kayıp yaşanır. Yani yükü daha kolay taşımamıza rağmen daha uzun bir yoldan gitmek gerekir.

Eğik düzlemde yol uzadıkça kuvvetten kazanç artar. Aşağıdaki şekildeki 2 numaralı yol uzun ama eğimi az olduğu için daha kolay bir yoldur.

Eğik Düzlem Örnekleri

• Yük rampaları
• Çocuk kaydırağı
• Vida
• Balta ağzı
• Bıçak ağzı
• Merdiven
• Rampa yol
• Arşimet vidası
• Rüzgar türbini kanadı
• Gemilerin ön kısmı
• Engelli rampası

Vida ve Eğik Düzlem

Dişli çarkların kullanım alanları

• Saatler
• Bisiklet
• Otomobil vitesi
• Matkap
• Oyuncak otomobil
• Zeytinyağı fabrikaları vb.

Dişli çarkların dönme sayıları

Birbirlerine temas eden dişli çarklardan büyük olan yavaş, küçük olan hızlı hareket eder.
Hız oranı çarkların yarı çapı veya diş sayısıyla alakalıdır.

Yukarıdaki resimde;

A çarkının yarı çapı B’nin 2 katıdır.
Yani A yavaş, B hızlı döner.
Örneğin A 5 Tur atarsa B onun iki katı 10 tur atar.

İPUCU: Her çark için yarıçap x tur sayısı eşit olmalıdır.
2cm x 10 tur = 4 cm x 5 tur

Dişli çarklarda dönüş yönü

Birbirine temas eden dişli çarklar ters yönünde döner.

Basit makinelerden biri de makaralardır. Makaraların;
– Sabit bir merkez etrafında dönebilen dairesel bir ekseni,
– Bu eksenin etrafında ipin dolanabileceği bir oyuk ve ip bulunur.

Makaralar Nerelerde Kullanılır?
– Bayrak direğinde
– Vinçlerde
– İnşaatlarda
– Stor perde mekanizmalarında
– Yelkenli gemilerde vb.

1. Sabit Makara

Bu makara düzeneği sadece kuvvetin yönünü değiştirir. Kuvvetten kazanç sağlamaz.

• Kuvvettin yönünü değiştirir.
• Kuvvetten kazanç veya kayıp sağlamaz.
• Yoldan kazanç veya kayıp sağlamaz.

Yandaki resimde gösterilen makara sabit makaralara örnektir. Bir makaranın sabit olduğunu anlamak için o makaranın bir yüzeye bağlı olup olmadığına bakılır. Resimde makara duvara sabitlenmiştir.

Sabit makaralarda uygulanan kuvvet yükün ağırlığına eşittir.

2. Hareketli Makara

Hareketli makaralar yükle beraber hareket eden makaralardır. Bu tip makaralarda kuvvet yükün yarısına eşittir. Örneğin 40N’luk yükü 20N’la dengelemek mümkün olmaktadır.

• Kuvvetten iki kat kazanç sağlar.
• Yoldan iki kat kayba neden olur.

Hareketli makaralarla kuvvetten kazanç sağlandığı için yoldan da kayıp vardır. Bu makaralarda yükü 4 metre yukarı kaldırmak için ipin 8 metre çekilmesi gerekir.

Bileşik Makaralar

Bazen tek bir makarayla istediğimiz kuvvet kazancını elde edemeyiz Bu durumda sabit ve hareketli makaraları birleştirerek bir makara sistemi oluşturabiliriz. Bu sistemlere bileşik makaralar denir.

Yukarıdaki örnekte 2 hareketl, makara vardır. 2×2 = 4. Yani kuvveti dörtte birine düşürür.

Bileşik makaralarda kuvvetten kazancı sistemdeki hareketi makaraların sayısı belirler. Her hareketli makara kuvvetten iki kat kazanç sağlar. Bu durumda örneğin 3 hareketli makara kullanıyorsak 2.2.2 = 8 kat kazanç sağlarız. Bu yoldan da 8 kat kayıp olacağı anlamına gelmektedir. Resme dikkat ettiğinizde bileşik makara sistemindeki hangi makaraların sabit, hangilerinin bileşik olduğunu görebilirsiniz.

Palangalar

Sabit ve hareketli makaraların beraber kullanıldığı sistemlerdir. Kuvvet kazancı ve kuvvet yönü değiştirmek amacıyla kullanılır.

Palangalarda kuvvetten kazanç miktarını bulmak için yükü dengeleyen ip sayısını bulmak gerekir.

Yukarıdaki palanga sisteminde yükü dengeleyen 4 ip vardır. Bu palanga sistemi kuvvetten 4 kat kazanç sağlar. Örneğin 40N’lük yükü 10N’luk kuvvetle dengeleyebilir.
Kuvvetten kazanç oranında yoldan kayıp yaşanır. Sistem 4 kat yoldan kayba neden olur. Örneğin yükü 1 metre yükseltmek için ipi 4 metre çekmek gerekir.

Günlük Hayatta Makaralar

1.

Bir eğik düzlemde K cismi 40N’luk F kuvvetiyle dengelendiğine göre K cismi kaç Newton olabilir?

A) 20N
B) 30N
C) 40N
D) 50N

ÇÖZÜM
Eğik düzlemler kuvvetten kazanç sağlarlar. Bu nedenle K cismi 40N’den daha büyük bir ağırlık olmalı ki kuvvetten kazanç sağlansın. D seçeneğinde olduğu gibi K cismi 50N olursa kuvvetten 10N kazanç sağlanmış olur. Cevap D

2.
I. Kuvvetten kazanç sağlar
II. İsten kazanç sağlar
III. Yoldan kayba neden olur.
Eğik düzlemle ilgili hangisi doğrudur?

A) Yanlız I
B) I ve II
C) I ve III
D)I, II ve III

ÇÖZÜM
Eğik düzlemler her zaman kuvvetten kazanç sağlar. Bu nedenle yoldan da kayba neden olurlar. I ve III doğrudur. Hiçbir basit makine enerjiden kazanç sağlamadığı için II yanlıştır.
Cevap C

3. 

30N’luk yükün etkisiyle dengede kalan P cisminin ağırlığı hangisi olabilir?

A) 20
B) 15
C) 10
D) 5

ÇÖZÜM
30N’luk yükün bağlı olduğu makara hareketli makaradır. Bu nedenle Ağırlığın yarısı yani 15N P yüküne bağlı olan ipe etki eder.

yükü 15 N kuvvetin dengelediğini bulduğumuza P cismi kuvvetten kazanç olması için 15N’dan büyük olmalıdır. Cevap A

4. Aşağıda verilen eğik düzlemlerden hangisi daha fazla kuvvetten kazanç sağlar?

ÇÖZÜM
Bir eğik düzlemde yolun eğimi azalırsa kuvvetten kazanç artar. eğimin artması yolun uzaması anlamına gelir.
30 derecelik açı bulunan B seçeneğinde eğim en azdır. Cevap B

5. Aşağıda verilen eğik düzlemlerden hangisi daha fazla kuvvetten kazanç sağlar?

ÇÖZÜM
Eğik düzlemde yolun yükseklikler aynı kalmak şartıyla yol uzarsa kuvvetten kazanç artar. En uzun yol C seçeneğinde olduğuna göre cevap C

6. 

Yukarıda verilen eğik düzlemde F kuvveti nedir?
A) 30N
B) 40N
C) 50N
D) 60N

ÇÖZÜM
Eğik düzlemlerde yük kuvvet, yol ve yükseklik arasında şu formül kullanılır:

Formülü uyguladığımızda;
60/F=6/3
F=30N
Cevap A