5. ÜNİTE: BASİT MAKİNELER

8. Sınıf Fen Bilimleri Dersi Ünitelerin Konu Özetleri
Cevapla
Kullanıcı avatarı
admin
Mesaj Panosu Yöneticisi
Mesajlar: 385
Kayıt: 15 May 2019, 11:08
Konum: Kocaeli
İletişim:

5. ÜNİTE: BASİT MAKİNELER

Mesaj gönderen admin »

Anahtar Kavramlar
— Sabit makara
— Hareketli makara
— Palanga
— Kaldıraç
— Eğik düzlem
— Çıkrık


Neler Öğreneceksiniz?
Bu bölümü tamamladığınızda günlük yaşamda sıkça karşılaştığınız basit makine çeşitlerini tanıyacak, basit makinelerin özelliklerini öğreneceksiniz. Bunlardan yararlanarak günlük yaşamda iş kolaylığı sağlayacak özgün, basit makine düzenekleri tasarlayacaksınız.

Basit Makineleri Tanıyalım

Günlük yaşamda birçok işi yaparken makinelerden yararlanılır. Makine denildiğinde genellikle çamaşır, bulaşık makinesi gibi pek çok parçadan oluşan makineler akla gelir. Ancak bir ya da iki parçadan oluşan vida, makas, kürek, mandal gibi makineler de vardır. Bazı işleri daha kısa sürede ya da daha az kuvvet kullanarak yapabilmeyi sağlayan bu tür düzeneklere basit makine adı verilir. Basit makineler işten kazanç sağlamaz. Yani daha az enerji harcamaya neden olmaz. Bir işin daha kısa sürede ya da daha az kuvvetle yapılmasını sağladığı için yapılan işi kolaylaştırır. Günlük yaşamda kullanılan bıçak, musluk, gazoz açacağı, merdiven basit makinelere örnek olarak verilebilir.

Basit makineler kuvvetin yönünü ya da büyüklüğünü değiştirmek için kullanılır. Basit makine kullanılarak küçük bir kuvvetten, daha büyük bir kuvvet elde edilebilir. Örneğin parmaklarınızı kullanarak döndürmekte zorlandığınız bir vidayı İngiliz anahtarı ile kolaylıkla döndürebilirsiniz.

Bir basit makinede kuvvetten kazanç sağlanırken aynı oranda yoldan kayıp vardır. Sürtünmesiz bir sistemde uygulanan kuvvet, yükün ağırlığından küçükse kuvvetten kazanç, büyükse kuvvetten kayıp olduğu söylenir. Eğer kuvvet yükün ağırlığına eşitse kuvvetten kazanç ya da kayıp yoktur. İş ya da enerjiden de kazanç sağlamaz, herhangi bir kayıp olmaz.

Makara, kaldıraç, eğik düzlem ve çıkrık basit makine çeşitlerindendir.

Makaralar

Makara, kenarı oluklu tekerlekten oluşan hareketli bir alettir. Bu alet sayesinde uygulanan kuvvetin yönü değiştirilebildiği gibi küçük bir kuvvetten daha büyük kuvvet de elde edilebilir. Makaralar genellikle yüklerin belirli bir yüksekliğe kaldırılmasında ve indirilmesinde kullanılır. Sabit bir eksen etrafında dönebilen sabit makara ve yük ile beraber yer değiştirebilen hareketli makara olmak üzere iki çeşit makara vardır.

Sabit Makara
Bir yere sabitlenerek konum değiştirmeyen ve belirli bir eksen etrafında dönen makara sabit makara olarak adlandırılır. Sabit makaraların üzerinde hareket eden ipin bir ucu aşağı doğru çekildiğinde ipin diğer ucundaki yük, yukarı doğru çıkar. Dolayısıyla bu tür makaralar kuvvetin yönünü değiştirir. Ayrıca uyguladığınız kuvvet, cismin ağırlığı kadardır ve ipi ne kadar çekerseniz cisim de aynı miktarda yer değiştirir.

Resim
Yukarıdaki görselde kuvvet uygulanan ip 1 m kadar çekildiğinde yük de 1 m yükselmiştir. O hâlde “Sabit makaralar kuvvetten ve yoldan kazanç sağlamaz, sadece uygulanan kuvvetin yönünü değiştirerek iş yapmada kolaylık sağlar.” diyebilirsiniz. Sabit makaralarda makara ağırlığı, uygulanan kuvveti etkilemez; sadece makaranın tavana asıldığı ipin gerginliğini etkiler.

Resim
Sabit makaralar günlük yaşamda pek çok yerde kullanılır. Bayrak direklerinin ucunda, yelkenli gemilerde, bazı kuyularda, inşaatlarda malzeme taşımada, tiyatro perdelerinde, ev ve iş yerlerinde kullanılan stor perdelerde, asansörlerde makaralardan yararlanılmaktadır.

Hareketli Makara
Kendi çevresinde dönerken aynı zamanda yük ile beraber aşağı veya yukarı hareket eden makaralar hareketli makara olarak adlandırılır.

Hareketli makaralar kuvvetin büyüklüğünü değiştirmek amacıyla kullanılır. Makara ağırlığının ihmal edildiği bir hareketli makara düzeneğinde, taşınan yükün ağırlığının yarısı büyüklüğünde bir kuvvet uygulanarak yük kolaylıkla kaldırılabilir. Yani kuvvetten iki kat kazanç sağlanır. Ancak bu durumda ipin, yükün kaldırılmak istendiği yüksekliğin iki katı kadar çekilmesi gerekmektedir.

Resim
Yukarıdaki görselde yükü 1 metre kaldırabilmek için ipin 2 metre çekildiği görülmektedir. Yapılan işin kuvvet ve alınan yolla ilişkisini düşündüğünüzde hareketli makaralarda işten ya da enerjiden kazanç sağlanmadığını söyleyebilirsiniz. Kullanılan makaranın ağırlığı uygulanacak kuvvetin büyüklüğünü etkiler. Bu nedenle ağırlığı fazla olan hareketli makaralar kullanıldığında daha fazla kuvvet uygulanması gerekir.

Hareketli makaralar, hurdalıklarda, inşaatlarda ve fabrikalarda ağır yüklerin taşınmasında kullanılan vinçlerin yapısında bulunur. Çünkü bu makaralarla kuvvetten kazanç sağlanır.
Resim

Palanga
Sabit makara ile sadece kuvvetin yönünü, hareketli makara ile kuvvetin büyüklüğünü değiştirerek kaldırabileceğinizi öğrendiniz. Acaba aynı yükü, hem kuvvetin yönünü hem de büyüklüğünü değiştirerek kaldırmanız mümkün müdür? Sabit ve hareketli makaraları birlikte kullanarak bunu sağlayabilirsiniz. Sabit ve hareketli makaralardan oluşan sistemlere palanga adı verilir. Palangalarda makara sayısı ve ipin bağlanış şekline göre kuvvet kazancı değişebilir.

Resim
Şekil 1’de verilen düzenekte ip aşağı doğru çekildiğinde yük yukarı kaldırılmaktadır. Dolayısıyla kuvvetin yönü değiştirilerek iş yapma kolaylığı sağlanmaktadır. Bunun yanı sıra yükü kaldırmak için uygulanması gereken kuvvetin büyüklüğü yükün ağırlığından daha azdır. Bu nedenle kuvvetten kazanç sağlanır. Yükün istenen yüksekliğe kaldırılması için ise ipin ucu bu yükseklikten daha fazla miktarda aşağı doğru çekilmelidir. Dolayısıyla yoldan kayıp olur.

Şekil 2’deki düzenekte ise ip yukarı doğru çekilerek yük yukarı kaldırılmaktadır. Bu durumda yine kuvvetin büyüklüğü yükün ağırlığından daha azdır. Ancak bu düzenekte Şekil 1’dekine göre daha da az kuvvet uygulanır. Çünkü yükü taşıyan ip sayısı arttıkça uygulanacak kuvvetin büyüklüğü de azalır. Şekil 1’de yükü taşıyan ip sayısı ikidir. Şekil 2’de bu sayı üçtür. Ayrıca yükün aldığı yol yükü taşıyan ip sayısı kadar artacaktır. Bu durumda yoldan daha fazla kayıp olur.

Aşağıdaki görselleri inceleyiniz. Aynı yükün 1 metre kaldırılabilmesi için kullanılan farklı palangalarda uygulanan kuvvetler farklıdır. Makara sayısı arttıkça kuvvetten sağlanan kazanç artar. Ancak yoldan da kayıp olur.
Resim

Palangalar genellikle yük gemilerinde, kömür ocaklarında, inşaatlarda ve teknelerde yük indirme ve bindirme sistemlerinde kullanılır.

Kaldıraç

Maden suyu ya da gazoz kapağını, açacak yardımıyla kolaylıkla açarsınız. Fındık kıracağı ile fındık, ceviz gibi kabuklu yemişleri rahatlıkla kırabilirsiniz. Kâğıdı makas kullanarak düzgün bir şekilde kesebilirsiniz. Gazoz açacağı, fındık kıracağı, makas günlük yaşamda çok kullanılan ve iş yapma kolaylığı sağlayan birer basit makinedir. Bu tür basit makineler kaldıraç olarak adlandırılır. Kaldıraç, destek noktası adı verilen sabit bir nokta etrafında dönebilen, düz bir çubuktan oluşan basit makinedir.

Kaldıraçlar sayesinde, uygulanan kuvvetten daha büyük bir kuvvet elde edilebilir. Bunun için destek noktası ile kuvvetin uygulandığı noktanın yeri doğru tercih edilmelidir. Kaldıraçta çubuğun etrafında dönebildiği nokta destek noktası, yükün destek noktasına olan uzaklığı yük kolu, kuvvetin destek noktasına olan uzaklığı ise kuvvet kolu olarak adlandırılır. Destek noktasının yüke ve onu kaldıran kuvvete göre konumu değiştiğinde kaldıracın türü değişir.
Resim

3 Çesit kaldıraç vardır.
1- Destek noktasının, yük ile kuvvet arasında olduğu kaldıraçlar
2- Yükün, destek noktası ile kuvvetin arasında olduğu kaldıraçlar
3- Kuvvetin, destek noktası ile yük arasında olduğu kaldıraçlar


1- Destek noktasının, yük ile kuvvet arasında olduğu kaldıraçlar
Resim
Bu tür kaldıraçlarda yükün destek noktasına yaklaştırılması ya da kuvvetin uygulandığı noktanın destekten uzaklaştırılması durumunda uygulanacak kuvvetin büyüklüğü azalır. Yük kolunun artırılması ya da kuvvet kolunun azaltılması durumlarında ise yükün kaldırılması için daha büyük bir kuvvet uygulanması gerekir. Kuvvet kolu, yük kolundan uzun olduğunda kuvvetten kazanç sağlanır. Ancak aynı oranda yoldan kayıp vardır. Kuvvetin uygulandığı nokta destekten uzaklaştıkça kuvvetin uygulanacağı yol da artacaktır. Dolayısıyla işten kazanç olmayacaktır.

Resim
Destek noktası yük ile kuvvetin arasında olan kaldıraçlara günlük yaşamda kullanılan kerpeten, pense, makas, tahterevalli, eşit kollu terazi ve kriko örnek olarak verilebilir.

2- Yükün, destek noktası ile kuvvetin arasında olduğu kaldıraçlar
Resim
Yukarıda düzeneği verilen kaldıraçta yükün, destek ile kuvvet arasında olduğu görülmektedir. Örneğin bir ceviz kıracağı, ucunda bulunan destek noktası çevresinde açılıp kapanır. Cevizi kırmak için ceviz kıracağının kollarına kuvvet uygulanır. Bu tür kaldıraçlarda yük, destek ve kuvvet arasında nerede olursa olsun, daha az kuvvetle ağır yükler kaldırılabilir. Yani kuvvetten kazanç sağlanırken yoldan kayıp vardır.

Yükün kuvvet ile destek noktası arasında olduğu kaldıraçlara el arabası, delgeç, ceviz kıracağı ve menteşeli kapılar örnek verilebilir.
Resim


3- Kuvvetin, destek noktası ile yük arasında olduğu kaldıraçlar

Resim
Yukarıdaki düzenekte yük ve destek noktasının çubuğun uç noktalarında, uygulanan kuvvetin ise ortada bulunduğu kaldıraç görülmektedir. Bu tür kaldıraçlarda yük kolu kuvvet kolundan her zaman büyük olacağı için uygulanacak kuvvet yükün ağırlığından fazla olacaktır. Bu nedenle böyle kaldıraçlarda kuvvetten kayıp, yoldan kazanç vardır. Örneğin uzun saplı bir küreğin üst ucundan bir elinizle tuttuğunuzda burası bir destek noktası hâline gelir. Diğer elinizle küreğin sapının ortasından tutarak toprağı kaldırır ve taşırsınız. Küreği, sapının ortasına uyguladığınız kuvvet ile hareket ettirirsiniz. Ancak küreğin sapında tuttuğunuz yere göre destek noktası ve kuvvetin yeri değişebilir.

Cımbız, tenis raketi ve maşa bu tip kaldıraçlara örnek verilebilir.
Resim

Eğik Düzlem
Bir ucu diğerinden daha yüksekte olan eğimli yüzeyler eğik düzlem (rampa) olarak adlandırılır. Bir yük, eğik düzlem sayesinde yükseklik farkı olan iki yer arasında kolaylıkla hareket ettirilebilir. Örneğin bir kişi ağır bir eşyayı kamyona yüklemek istediğinde bunları kaldırıp kamyona koymakta zorlanabilir. Ancak bu kişi eşyayı kamyonla yer arasına konulan eğik düzlemden yukarı doğru ilerleterek daha kolay çıkarabilir. Eşyayı eğik düzlemden yararlanarak yukarı çıkarmak, yolu biraz daha uzatır ancak daha az kuvvet uygulanmasını sağlar. Eğik düzlemde kuvvetten kazanç, yoldan kayıp vardır.

Eğik düzlemin uzunluğu kuvvet kazancını etkiler. Yükseklik sabit kalmak şartıyla uzunluk arttıkça cismi yukarı çıkarmak için uygulanması gereken kuvvet azalır. Buna karşılık cisim, daha uzun bir yol boyunca hareket ettirilir. Sonuçta cisim aynı yüksekliğe çıkarılmış olacağından yapılan iş aynıdır. Öyleyse eğik düzlem kullanılarak işten kazanç sağlanmaz, aynı iş daha kolay yapılabilir. Eğik düzlemin yüksekliği azaltıldığında ya da uzunluğu artırıldığında eğimi de azalır. Bu durumda kuvvet kazancı da artar.

Resim

Eğik düzlemin günlük yaşamda pek çok kullanım alanı vardır. Örneğin merdiven, yukarı çıkmak için yararlanılan bir eğik düzlemdir. Alışveriş merkezlerinde alışveriş sepetlerinin üst katlara daha kolay taşınabilmesi için kullanılan ve basamakları olmayan yürüyen yollar da eğik düzlemdir. Parklarda eğlenerek kaydığınız kaydıraklar, kaykay sporu yapmak için kullanılan rampalar da birer eğik düzlemdir. Çok ağır yüklerin taşınmasında yine bir eğik düzlem olan uzun rampalardan yararlanılır. Tekerlekli sandalye kullanan engellilerin otobüs, tren gibi taşıtlara binmesi ve inmesi için kullanılan rampalar da bir eğik düzlemdir.
Resim


Çıkrık

Eksenleri aynı, yarıçapları farklı ve sabit bir eksen etrafında dönen silindirlerden oluşan sisteme çıkrık adı verilir. Çıkrık kolunu çevirdiğinizde ipin sarılı olduğu silindir dönmeye başlar ve ip bu silindirin etrafına dolanır. İp sarıldıkça ipin ucundaki kova yükselmeye başlar. Böylece kuyudaki kova yukarı çekilir.
Resim

Çıkrıkta kuvvetten kazanç sağlanırken yoldan kayıp vardır. Çıkrık kolunun yarıçapı arttıkça kolu çevirebilmek için uygulanan kuvvet azalır. Ancak kolu çevirirken daha büyük daireler oluşturulduğu için yoldan kaybedilir.

Günlük yaşamda çıkrık düzeneğiyle çalışan pek çok araç vardır. Kıyma makinesinde, bisiklet pedalında, el matkabında, araba direksiyonunda, kalemtıraşta, kahve değirmeninde ve bazı oltalarda çıkrık kullanılır.
Resim

Dişli Çark, Vida ve Kasnak
Makara, kaldıraç, eğik düzlem gibi basit makineleri ve bunların sağladığı kolaylıkları öğrendiniz. Bunların dışında günlük yaşamda karşılaştığınız dişli çarklar, vida ve kasnaklar da birer basit makinedir.
Dişli çarklar, çevrelerinde dişleri olan tekerleklere benzeyen düzeneklerdir. Çarkların dişleri birbirinin arasına girerek biri döndüğünde diğerini de döndüren düzenekler olduğu gibi zincir yardımıyla birbirine bağlanan dişli çark sistemleri de vardır. Dişli çarklar hareketin yönünü ve hızını değiştirerek hareketi birbirine aktarmada kullanılır. Saat ve bisikletteki dişliler, dişli çarklara örnek verilebilir.
Resim

Vida, silindir biçimindeki bir çubuğu saran eğik düzlemden oluşan basit makinedir. Vidalar genellikle iki veya daha fazla parçayı birbirine tutturmak için kullanılır. Vida döndürüldüğünde eğik düzlem şeklindeki dişler, tutturulacak parçanın içinde dairesel olarak hareket eder. Böylece vida, parçanın içine doğru ilerler. Vidalar saatten gözlüğe, masadan büyük makinelere kadar pek çok yerde kullanılır. Ampullerin duya yerleştirilen dip kısmı ve kavanozların ağzı da birer vida düzeneğidir.
Resim

İş yapma kolaylığı sağlayan diğer bir basit makine de kasnaklardır. Kasnaklar, hareketi birbirine kayışla aktaran düzeneklerdir. Bunlar hareketin dönme yönünü değiştirmek ve hızını artırmak için kullanılır. Özellikle motorlu araçlarda dönme hareketini aracın diğer kısımlarına aktarmak amacıyla kasnaklardan yararlanılır.
Resim

Bileşik Makine Yapalım
Basit makinelerin en az bir ya da iki parçadan oluşan ve genellikle tek bir kuvvetin uygulanmasıyla çalışan düzenekler olduğunu öğrendiniz. İki ya da daha fazla basit makineden oluşan sistemlere ise bileşik makine denir.
Resim

Günlük işler yapılırken yapılan işin özelliğine göre çeşitli bileşik makinelerden yararlanılır. Bu araçlar iş yapmayı kolaylaştırır. Örneğin meyve soyma makinesi; çıkrık, eğik düzlem ve vidadan oluşan bir bileşik makinedir.
Resim

Ünite Sonu Değerlendirme Soruları

A. Aşağıda verilen bilgiler doğru ise yay ayraç içine “D”, yanlış ise “Y” yazınız.
1) (....) Sabit makaralar kuvvetten kazanç sağlayan basit makinelerdir.
2) (....) Hareketli makaralarda kuvvetten kazanç sağlanırken yoldan kayıp vardır.
3) (....) Aynı yüksekliğe yük çıkarmak için daha uzun bir eğik düzlemin kullanılması işten kazanç sağlar.
4) (....) El arabası, yükü destek noktası ile kuvvet arasında olan bir kaldıraçtır.
5) (....) Bisiklet basit makinelerden biridir.
6) (....) Basit makineler aynı anda kuvvetten ve yoldan kazanç sağlayabilir.
7) (....) Vinçlerin yapısında bulunan palangalar ağır yüklerin kaldırılmasında kullanılır.
8) (....) Kerpeten, kuvvetten kazanç sağlayan bir kaldıraçtır.

B. Aşağıdaki cümlelerde boş bırakılan yerlere kutucukların içinde bulunan kelimelerden uygun olanları yazınız.
Resim

1) Kuyulardan su çekmek için kullanılan ……………….. kuvvetten kazanç sağlar.
2) Eğik düzlem, kaldıraç, makara gibi araçlar ………………………………… olarak adlandırılır.
3) Göndere bayrak çekilirken kullanılan ………………………………, uygulanan kuvvetin yönünü değiştirerek yelkenin yerini değiştirmeye yarar.
4) Hareketli ve sabit makaralardan oluşan sistemlere ……………………. adı verilir.
5) Kamyonlara eşya yüklerken kolaylık sağlayan ………………………………. bir basit makinedir.
6) Bir çubuk etrafına sarılmış hâldeki eğik düzlemden oluşan ve iki parçayı bir arada tutmaya yarayan basit makineye ……………… adı verilir.
7) Basit makineler ……………. yapmada kolaylık sağlar.
8) Hareketli makarada yükü kaldırmak için yükün yarısı kadar …………………….. uygulanması yeterlidir.

C. Aşağıdaki çoktan seçmeli sorularda doğru seçeneği işaretleyiniz.

1) Basit makinelerle ilgili aşağıda bazı bilgiler verilmiştir:
I. Kuvvetin yönünü değiştirebilir.
II. Bir işi yaparken enerji tasarrufu sağlar.
III. Daha az kuvvet uygulanarak iş kolaylığı sağlar.
Bu ifadelerden hangileri doğrudur?
A) I ve II
B) I ve III
C) II ve III
D) I, II ve III

2) Aşağıdaki basit makinelerden hangisi kuvvetten kazanç sağlamayıp sadece kuvvetin yönünü değiştirerek kolaylık sağlar?
A) Hareketli makara
B) Yükün ortada bulunduğu kaldıraç
C) Eğik düzlem
D) Sabit makara

3) Bir öğrenci basit makinelerin günlük yaşamdaki uygulamalarına aşağıdaki örnekleri veriyor:
— Makas-destek noktası ortada olan kaldıraç
— El arabası-kuvvet ortada olan kaldıraç
— Ceviz kıracağı-yük ortada olan kaldıraç
— Kaydırak-eğik düzlem
— Kürek-kuvvet ortada olan kaldıraç
Bunlardan kaç tanesi doğrudur?
A) 2
B) 3
C) 4
D) 5

Resim


LGS ÖRNEK SORULARI ÇÖZMEK İÇİN TIKLAYIN > https://www.kavramaca.com/forum/viewtop ... =150&t=126


Cevapla

“8. Sınıf Fen Bilimleri Konu Özetleri” sayfasına dön