8. Sınıf 5. Ünite Basit Makineler Vida ve Çıkrık Konu Anlatımı

8. sınıf LGS Fen Bilimleri 5. Ünite Basit makinelere devam ediyoruz. Basit makine nedir?, Makara ve palangalar, kaldıraçlar ve eğik düzlem konularını bitirdik. Sıradaki konumuz Vida ve Çıkrık. Başlayalım.

Vida Nedir?

Günlük yaşamda sıkça kullandığımız dış yüzeyi tırtıklı ve eğimli bir yoldan oluşan basit makinelere vida denir. Vidalar bir çivinin etrafına sarılmış spiral metal bir şerit içerir. Sarılmış bu metal şerit vidanın eğik düzlem özelliği kazanmasına sebep olur. Vida döndürülerek yol uzatılır uygulamamız gereken kuvvet ise azalır.

Vidanın özellikleri:

  • Vidanın 2 çıkık çentiğinin arasındaki boşluğa bir vida adımı denir.
  • Vidayı bir tur döndürdüğümüzde bir vida adımı kadar yol alır.
  • Vida sorularında vidanın x tur kadar döndürüldüğünde ne kadar yol aldığını (duvara ne kadar saplandığını) bulmak için vida adımı ile tur sayısını çarpmamız yeterlidir.
  • Vidalarda her zaman ve kesinlikle kuvvetten kazanç yoldan ise kayıp vardır.

Vidada yol nasıl uzar? Kuvvetten neden kazanç vardır?

Aynı uzunlukta ve genişlikte bir vida ve bir çiviyi duvara monte edeceğiz. Bir çiviyi duvara çakmak için vidadan daha fazla kuvvet uygularız, çekiçle hunharca vururuz fakat bir vidayı duvara monte etmek için tornavida ile döndürmemiz gerekir. Çekiç kadar zorlayıcı bir kuvvete gerek kalmaz. Bu durumda çivi dikey olarak daha az yol alırken daha fazla kuvvet uygulamamız gerekir. Vida ise döndürüldükçe daha fazla yol alır ve daha az kuvvet uygularız.

Vidalar günlük hayatta birçok makine, elektronik araç, araba kaldırma sistemi (krikolar) içerisinde bulunmaktadır.

Vidalarda:

HER ZAMAN, KESİNLİKLE

KUVVETTEN KAZANÇ

YOLDAN KAYIP

vardır.

Hangi tür vidalarda kuvvet kazancı daha fazladır?

Vidalarda kuvvet kazancını anlayabilmek için eğik düzlemde, yükseklik sabit kalıp uzunluğu arttırdığımız sürece kuvvet kazanın artacağını bilmek gerekir. Vidalarda da aynı durum söz konusudur. Vidanın döndürüldüğünde aldığı yol ne kadar fazla ise kuvvet kazancı da o oranda artacaktır. Vidanın alacağı yolun uzun olmasını sağlayan özelliği ise VİDA ADIMININ DAHA KÜÇÜK OLMASIDIR.

Vida adımı daha küçük olan vidalarda kuvvet kazancı daha büyüktür. Çünkü vida adımı ne kadar küçükse vidayı duvara monte etmek için daha fazla döndürmemiz gerekir.

Bunu kanıtlamak için elimize aynı uzunlukta 3 çubuk alalım. 1. çubuğun etrafına araları 2mm olacak şekilde bir ip sarın, sonra bunu 2. ve 3. çubuk için aralıkları 4mm ve 6mm yapın. İpleri çıkartıp boylarını ölçtüğünüzde en uzun ipin 1. ipten çıktığını göreceksiniz.

Vida adımı küçük ise daha fazla yol alır daha az kuvvet uygularsınız.

ÇIKRIK NEDİR?

Yarı çapları birbirinden farklı iki veya daha fazla silindirin birbirine monte edilmesi ile oluşturulan basit makine düzeneklerine ÇIKRIK denir. Çıkrık en bilinen örneği ile kuyudan su çekmek için kullanılan sistemdir.

Günlük hayatımızda evimize girerken kullandığımız ANAHTAR ve vidaları monte etmek için kullandığımız TORNAVİDA çıkrık örneklerinin diğerleridir. Derslerimizde kullandığımız eski tip KALEMTRAŞLAR, KIYMA MAKİNELERİ, MATKAPLAR, KAMIŞLI OLTALARDA BULUNAN ÇEVİRME KOLU, GAZ VANALARI, KAPI KOLLARI, ARAÇ DİREKSİYONLARI ve birçok örnek verilebilir.

Genel olarak çıkrığı kuyudan su çıkartmak için kullandığımız sistem üzerinde inceleyeceğiz daha sonra gündelik hayatta kullandığımız aletler çıkrığa nasıl örnek olabilir inceleyeceğiz.

Yukarı kuyudan su çıkartmak için tasarlanmış bir çıkrık var. Bu çıkrıkta büyük silindir, kuvvet uyguladığımız kol, yükün bağlı olduğu silindir ise küçük silindirdir.

Yukarıda verilmiş olan modellenmiş çizimde R kuvvet uyguladığımız kolun çizdiği dairenin yarıçapıdır, r ise yükün bağlı olduğu küçük silindirin yarı çapıdır. Bu iki yarıçapa bakarak çıkrıkta kuvvet kazancı hakkında yorumda bulunabiliriz.

Kaldıraçlarda olduğu gibi çıkrıkta da kuvvet kolu yük kolundan ne kadar büyükse kuvvet kazancı da o kadar artar. Çıkrıklarda da kuvvet kazancı kuvvet kolunun yarı çapını yük kolunun yarıçapına bölerek bulabiliriz.

ÇIKRIKTA

KUVVET KOLU YARIÇAPI (R) NE KADAR ARTARSA KUVVET KAZANCI DA O KADAR ARTAR

KUVVET KOLU YARIÇAPI (R) NE KADAR AZALIRSA KUVVET KAZANCI DA O KADAR AZALIR

Kuvvet kazancının fazla olduğu bir çıkrık oluşturmak isteniyorsa kuvvet uyguladığımız silindirin yarıçapı (R) büyük, yükün bulunduğu silindirin yarıçapı (r) küçük olmalıdır.

Kuvvet kazancı dışında bir de çıkrığa yandan bakınca nasıl göründüğünü inceleyim.

Yandan görünüşte

R büyük silindirin yarıçapı – kuvvet uygulanan kolun yarıçapı

r küçük silindirin yarıçapı – yükün bağlı olduğu ipin bulunduğu silindirin yarıçapı

Gündelik Hayatta Kullandığımız Çıkrık Örneği Aletler

Kalemtraş

Tornavida ve Vana

Hayatımızda kullandığımız diğer çıkrık örnekleri KAPI KOLU, DİREKSİYON, MEYVE SUYU SIKMA ALETİ, OLTALAR ve bunun gibi örneklerde büyük silindir döndürülerek bağlı olduğu küçük silindiri döndürür bu sebeple kuvvetten kazanç yoldan kayıp yaşanır.

ÇIKRIKTA KUVVET KAZANCI:

Çıkrıkta kuvvet kazancını hesaplamak için KUVVET KOLUNU YÜK KOLUNA bölebilirsiniz.

Çıkrıkta kuvvet kazancı arttırılmak isteniyorsa:

YÜK KOLU YARIÇAPI SABİT TUTULUP KUVVET KOLU YARIÇAPI ARTTIRILABİLİR.

YÜK KOLU YARIÇAPI KÜÇÜLTÜLÜP KUVVET KOLU YARIÇAPI ARTTIRILABİLİR .

Tebrikler Vida ve Çıkrık konu anlatımını bitirdin şimdi 8. Sınıf 5. Ünite Basit Makineler – Vida – Çıkrık 1. Çalışma Kağıdını çözebilirsin. Başarılar.