medyauzmani.com

Kaldıraç türleri nelerdir? – Fizik sınıfı

Arşimet’in ünlü atasözü (Arşimet) “Bana bir destek noktası verin, dünyayı yerinden oynatayım.” Kaldıraç sistemini açıklar. Kaldıraç, bir çubuk prensibi ve bir dayanak noktası etrafında dönme yeteneği üzerine tasarlanmış basit bir makinedir. Kaldıraçlar üç unsurdan oluşur: dayanak noktası, yük ve kuvvet. Vinçler bu üç unsurun birbirlerine göre konumlarına göre üç çeşittir. Şimdi kaldıraç çeşitlerini inceleyelim.

Desteğin yük ile kuvvet arasında olduğu vinçler

Aşağıdaki şekil, dayanağın yük ile kuvvet arasına yerleştirildiği tip 1 veya kaldıraç tipini göstermektedir. Üst direğin ağırlığını ihmal ediyoruz. Çubuğun bir ucuna yükü koyup diğer ucuna kuvvet uyguluyoruz. Günlük yaşamda sedanlar, makaslar, maşalar ve eşit kollu teraziler bu tür kaldıraç örnekleridir.

Bu kaldıraca daha yakından bakalım. Çubuk, O noktası etrafında dönebilir. Bu sistem dengedeyse, O noktasına göre net tork sıfır olmalıdır.
\vec{\tau }_{toplam}=\vec{\tau }_G + \vec{\tau }F

G ağırlığının çubuğu 1 yönünde ve F kuvvetinin 2 yönünde döndürdüğüne dikkat edin. Sonra:
G\times d_1 = F\times d_2

d1 ise

Çubuğun ağırlığını ihmal etmezsek, çubuğun ağırlığını tork denklemine eklemek gerekir. Destek konumuna bağlı olarak, G ve F arasındaki ilişki değişebilir.

Yükün destek ve güç arasında olduğu vinçler

Aşağıdaki şekilde ikinci tip vinç veya yükün destek noktası ile kuvvet arasında olduğu vinç tipi gösterilmektedir. Yine çubuğun ağırlığının olmadığını varsayıyoruz. Bu kez çubuğun bir ucuna desteği koyup ortasına yükü koyuyoruz ve çubuğun diğer ucundan kuvvet uyguluyoruz. El arabası, şişe kapağı açacağı ve fındıkkıran gibi aletler günlük yaşamda bu tür kaldıraçlara örnektir.

Şimdi bu kaldıraca daha yakından bakalım. Önceki kaldıraçta yaptığımız gibi, dengede torkun sıfır olduğu ilkesini kullanacağız.
\vec{\tau }_{toplam}=\vec{\tau }_G + \vec{\tau }F

Bu sefer G ağırlığının çubuğu her iki yönde ve F kuvvetinin birinci yönde döndürdüğüne dikkat edin. O zamanlar:
G\times d_1 = F\times d_2

Ayrıca d1 ve d2 pivot noktalarındaki dikey boşluklar. Bu mesafeleri çubuğun uzunluğu cinsinden de yazabiliriz.
d_1 = l_1 cos\theta; \Alan d_2 = l_2 cos\theta

Önceki denklemde yerine koyarsak:
G l_1cos\theta = Fl_2cos\theta

G \times l_1 = F \times l_2

Çubuğun uzunluğu ile dayanak noktasından olan mesafe arasındaki ilişkinin birinci tür kaldıraçla aynı olduğunu fark ettiniz mi?

Bu tür bir kaldıraçla her zaman d1’dir.

Kuvvetin destek ile yük arasında olduğu vinçler

Aşağıdaki şekil, kuvvetin dayanak noktası ile yük arasında olduğu üçüncü tipi veya kaldıraç tipini (şeker maşası) göstermektedir. Yine çubuğun ağırlığının olmadığını varsayıyoruz. Desteği çubuğun bir ucuna koyuyoruz, yükü çubuğun diğer ucuna koyuyoruz ve ortasına kuvvet uyguluyoruz. Günlük yaşamda bu tür kaldıraçlara örnek olarak tırnak makası, cımbız, cımbız ve kürek verilebilir.

Bu kaldıraç türüne daha yakından bakalım. Yine, dengede torkun sıfır olduğu ilkesinden başlayacağız.
\vec{\tau }_{toplam}=\vec{\tau }_G + \vec{\tau }F

G ağırlığının çubuğu dayanak noktası etrafında 2 yönünde ve F kuvvetinin 1 yönünde döndürdüğüne dikkat edin. Sonra:
G\times d_1 = F\times d_2

Bu durumda G

örnek soru

400 N’luk homojen bir cisme küçük ağırlıktaki bir çubuğa 200 N’luk bir kuvvetle vuruluyor.
Dengeleme gibi. Bu kaldıraç ne kadar verimli?

çözüm

Bir kuvvet uyguladığımızda sistem dengededir, soru bize bunu söylüyor. Newton’un atalet yasasına göre dengedeyse, yük sabit bir hızla yukarı doğru hareket ediyor demektir. h1 yükünün hareket ettikçe yerden yükselmesine izin verin. Kolun diğer ucu ne kadar alçak?
h_1 = l_1 çünkü? ; h_2 = l_2 çünkü\teta

Şimdi yapılan işi bulalım:
W_G = 400 kez h_1; W_F = 200 \ çarpı h_2

Şimdi dönüşü yazalım:
Verim = \frac {400 \times 2 cos\theta }{200 \times 5cos\theta } = \frac {4}{5} = \% 80

İlgili kazançlardan yararlanın

11.1.10.1. Günlük hayatta kullanılan basit makinelerin görevlerini açıklar.

    Vinç, sabit ve hareketli makara, makara, eğik düzlem, vida, çıkrık, tekerlek ve makara ile sınırlıdır.

11.1.10.2. Basit makinelerle ilgili hesaplamalar yapar.

    İkiden fazla basit makineli sistemler için matematiksel hesaplamalar girilmez. Hesaplamaların günlük hayatta kullanılan basit bir makine (örn. anahtarlar) örnekleri üzerinde yapılması sağlanır. Basit makinelerde verim ile ilgili matematiksel hesaplamalar verilmektedir.
Diğer gönderilerimize göz at

Yorum yapın