8. Sınıf 5. Ünite Basit Makineler Konu Anlatımı: Basit Makinelere Giriş – Basit Makine Nedir?

8. sınıf LGS Fen Bilimleri 5. Ünite Basit Makinelere giriş yapıyoruz bu bölümde. Basit Makine nedir? ne değildir? Basit makineler iş kolaylığını nasıl sağlar? Basit makinelerde kazanç ve kayıp ne demek? Kuvvet kazancı ve yol kazancı nedir? Basit makinelerde kuvvetten kazanç olunca neden yoldan kayıp var? ya da yoldan kazanç olunca neden kuvvetten kayıp vardır? gibi soruları cevaplayacağız. Bu bölümde makara, kaldıraç, eğik düzlem gibi konulara girmeyeceğiz. Bu bölümden sonra sırayla makara, kaldıra., eğik düzlem gibi basit makineleri ayrıntılı olarak işleyeceğiz. Basit makineler konusuna giriş yapmadan önce Da Vinci Learning‘e ait Basit Makinelerin Gündelik Hayattaki Kullanımı: Bilimi Geliştirmek – Basit Makineler adlı videosunu izleyebilirsiniz.

Başlayalım 🙂

Basit Makine Nedir?

Çok az parçadan oluşan, insan gücü ile çalışan ve iş yapma kolaylığı sağlayan araçlara basit makine denir. Hayatımızda kullandığımız basit makinelere örnek verecek olursak:

Açacak, Makas, El Arabası, Kapı Kolu ,Tahterevalli ….

Tanımdaki anahtar kelime öbeğimiz iş kolaylığı sağlamasıdır. Peki bir basit makine nasıl iş kolaylığı sağlar:

  1. Uygulanan kuvvetin yönünü değiştirebilir.
  2. Kuvvetten kazanç sağlayabiliriz.
  3. Yapılan işin hızını azaltabilir.
  4. Enerji dönüşümü sağlayabilir.
1.Uygulanan kuvvetin yönünü değiştirebilir.

Günlük hayatta yukarı doğru hareket etmesini istediğimiz eşyalara aşağı doğru kuvvet uygulamayız. Yukarı kaldırmak istiyorsak kuvvetin yönü de yukarıya olmalıdır.

Peki ya bir basit makine kullanırsak:

Reyhan tuğlaları yukarı çıkartmak için sabit makara sistemi kullanarak kuvvetin yönünü değiştirdi.

2. Uygulanan kuvvetin büyüklüğünü değiştirebilir.

Basit makineler bir cismi kaldırmak için uygulanması gereken kuvvetin büyüklüğünü değiştirebilir. Normalde kaldırmanın zor olduğu eşyaları basit makine kullanarak daha az bir kuvvet ile kaldırabiliriz.

Bir maymun bir fili tutarak kaldıramaz fakat kaldıraç, palanga veya hareketli makaralardan oluşan bir sistem kullanarak daha az kuvvet uygulayarak maymun fili kaldırabilir.

3. Bir işin yapılma hızını değiştirebilir.

Basit makineler bir işin yapılmaz hızını değiştirerek iş kolaylığı sağlayabilir. Bir apartmanın 5. katına çıkartılacak çimento torbaları için işçiler sırtlarında taşırsa torbaları iş daha uzun sürede bitebilir. Fakat makara sistemi kullanarak daha kısa sürede bitirebiliriz bu işi.

4. Bir enerji türünü başka bir enerji türüne çevirebilir.

Yukarıdaki 4 madde ile basit makineler hayatımızı kolaylaştırarak yaptığımız işlerde avantaj sağlar.

Peki bir basit makineyi neden kullanırız? Kullanım amaçları nelerdir?

Basit makinelerin kullanılmasının temel olarak üç amacı vardır. Bunlar:

Kuvvetten kazanç sağlamak

Yoldan Kazanç sağlamak

Zamandan kazanç sağlamak

7. sınıfta fiziksel anlamda iş yapmak nedir? Fiziksel anlamda yapılan is nasıl bulunur? İşin birimi nedir öğrenmiştik.

Hatırlayalım:

Fiziksel anlamda iş yapmış sayılabilmemiz için

Bir cisme kuvvet uygulamamız ve o cismin kuvvet doğrultusunda hareket etmesi gerekiyordu. Örneğin aşağıda masayı iten Şeyhmus ilk durumda fiziksel anlamda iş yapmış ikinci durumda masayı itmesine rağmen masa hareket etmediği için iş yapmış sayılmıyordu.

Ya da Okul çantasını sırtına geçirmek için kaldıran Reyhan iş yapmış. Çünkü çantaya bir kuvvet uygulamış ve çanta kuvvet doğrultusunda hareket etmiştir. Fakat Çantasını sırtına aldıktan sonra okula doğru giden Reyhan fiziksel anlamda iş yapmış sayılmıyordu. Çünkü çantaya yukarı doğru kuvvet uygulamasına rağmen çanta çılgın gibi okula doğru gidiyordu.

Sonuç olarak: Fiziksel anlamda iş (İş W harfi ile gösterilir) Uygulanan kuvvet ve cismin aldığı yolun çarpımı ile bulunur.

W = F (Kuvvet) x X (alınan yol) formulü ile bulunur. İşin birimi JOULE (J)’dir.

Basit makinelerde:

İŞ VEYA ENERJİDEN KAZANÇ SAĞLANMAZ

İŞ YAPMA KOLAYLIĞI SAĞLAR

Basit makinelerin iş yapma kolaylığını nasıl sağladığını öğrenmiştik.

Peki basit makinelerde iş ve enerjiden neden kazanç olmaz?

İş ve enerji iki değişkene bağlıdır. Bunlardan biri kuvvet(F) diğeri ise alınan yoldur(x). Basit makinelerin en temel prensibi şudur:

Kuvvetten kazanç var ise yoldan kayıp vardır.

Yoldan kazanç varsa kuvvetten kayıp vardır.

Basit makinelerde uygulayacağımız kuvveti azaltırsak yolu arttırmalıyız. Eğer yolu azaltırsak uygulayacağımız kuvveti arttırmamız gerekir. Bu iki değer birbiri ile ters orantılı çalıştığı için yapılan İŞ ve ENERJİ hiçbir zaman değişmez.

Örneğin:

60 N’luk bir yükü basit makine olmadan ve hareketli makara ile kaldırdığımızı düşünelim:

Yapılan iş her iki durumda da aynıdır.

Hareketli makara kullanmadan daha fazla kuvvet uygulayarak 1 metre yukarı kaldırdık yükü,

Hareketli makara kullanarak 30 N ile 60 N’luk yükü kaldırdık fakat ipi 2 metre daha fazla çekmemiz gerekti. Yani Kuvvetten kazanç sağladık fakat yoldan kaybettik.

Basit Makinelerde Kazanç ne demektir?

Basit makinelerde kazanç normalde uygulanması gereken kuvvetten daha az kuvvetle bir cismi kaldırmak veya normalde kullanılan yoldan daha kısa bir yol kullanmaktır.

Örneğin 200 N ağırlığındaki bir çimento torbasını 200 N uygulayarak yukarı kaldırmamız gerekir. Fakat basit makine kullanarak 200 N ağırlığındaki çimento torbasını 100 N ile kaldırabiliyorsak kuvvetten kazanç sağlamışız demektir. Kuvvetten kazanç sağlıyorsak yoldan kaybetmişiz demektir. Yolu değerini arttırarak veya yolu uzatarak uygulanan kuvvetin değerini azaltmış oluruz.

Örneğin bir maymunun bir fili kaldırması kuvvetten kazanç sağlamaktır. Fakat maymun fili kaldırırken destek noktasına daha uzak bir kuvvet kolu kullanmalıdır. Bu da yol kaybı demektir.

Basit Makinelerde Kuvvet Kazancı Nasıl Bulunur?

Kuvvet Kazancı bütün basit makine sistemlerinde:

YÜK / KUVVET veya KUVVET KOLU / YÜK KOLU formülü ile bulunur.

Kuvvet Kazancı 1’den büyükse:

Kuvvetten kazanç, yoldan kayıp vardır.

Kuvvet kazancı 1’den küçükse:

Kuvvetten kayıp, yoldan kazanç vardır.

Kuvvet kazancı 1’e eşitse:

Ne kuvvetten ne de yoldan kazanç vardır. Kazanç veya kayıp yoktur.

Bir basit makine sisteminde uygulanan kuvvete (F) GİRİŞ KUVVETİ, basit makineden elde ettiğimiz kuvvete yani yüke(P) ÇIKIŞ KUVVETİ denir.

Yani bir maymun 400 N ile 6000 N’luk fili kaldırıyorsa.

MAYMUN = Giriş Kuvveti (F)

FİL = Çıkış Kuvveti(P)’dir.

Kuvvet Kazancı Alıştırması

Aşağıdaki örnekleri yapalım:

BASİT MAKİNE GİRİŞ KUVVETİ (F) ÇIKIŞ KUVVETİ (P) KUVVET KAZANCIKUVVETTEN (F) Mİ YOLDAN (X) MI KAZANÇ VAR?
A 20 N 60 N  20/60 =1/3 1’den küçük olduğu içinKuvvetten kayıp yoldan kazanç vardır.
B 100 N 100 N  
C 450 N 150 N  
D 750 N 2250 N      
E 600 N 100 N      
F 2 N 100 N      
G 50 N 50 N    
 

Basit Makine ne değildir?

İnsan gücü dışında çalışan örneğin elektrik enerjisi ile çalışan aletler basit makine değildir.

Az parça yerine çok parçadan oluşan sistemler basit makine değildir.

Konuyu bitirdiyseniz 8. Sınıf 5. Ünite Basit Makineler 1. Çalışma Kağıdına bu linkten ulaşıp çözebilirsiniz. Başarılar.