Basit makine , değiştirmek için kullanılan çok az hareketli parçası olan veya hiç olmayan birkaç cihazdan herhangi biri hareket ve iş yapmak için bir kuvvetin büyüklüğü. Kuvveti artırmak için kaldıraç (veya mekanik avantaj) kullanabilen bilinen en basit mekanizmalardır. Basit makineler eğik düzlem, kaldıraç, kama, tekerlek ve aks, kasnak ve vida .
basit makineler Enerjiyi işe dönüştürmek için altı basit makine. Ansiklopedi Britannica, Inc.
Eğimli bir düzlem, eğimli bir yüzeyden oluşur; ağır cisimleri kaldırmak için kullanılır. Düzlem, bir nesneyi eğimden yukarı hareket ettirmek için gereken kuvvetin kaldırılan ağırlıktan daha az olması nedeniyle mekanik bir avantaj sunar (indirimli sürtünme ). Eğim veya eğim ne kadar dik olursa, gerekli kuvvet gerçek ağırlığa o kadar yaklaşır. Matematiksel olarak ifade edilen kuvvet F bir bloğu taşımak için gerekli D Eğik bir düzlemde sürtünmesiz, ağırlığına eşittir İÇİNDE eğik düzlemin yatay (θ) ile yaptığı açının sinüsünün çarpımıdır. denklem F = İÇİNDE θ olmadan.
eğik düzlem Eğik bir düzlemin bu temsilinde, D düzlemde yukarı taşınacak bir bloğu temsil eder, F bloğu hareket ettirmek için gereken kuvveti temsil eder ve İÇİNDE bloğun ağırlığını temsil eder. Matematiksel olarak ifade edilir ve düzlemin sürtünmesiz olduğu varsayılırsa, F = İÇİNDE günah θ. Ansiklopedi Britannica, Inc.
Eğimli düzlem ilkesi yaygın olarak kullanılır; örneğin, bir eğim boyunca belirli bir mesafe boyunca hareket eden küçük bir kuvvetin büyük miktarda iş yapabileceği rampalarda ve geri dönüş yollarında.
Kol, dayanak adı verilen bir desteğe dayanan bir çubuk veya tahtadır. Kaldıracın bir ucuna uygulanan aşağı doğru kuvvet, diğer uçta yukarı yönde aktarılabilir ve artırılabilir, böylece küçük bir kuvvetin ağır bir ağırlığı kaldırmasına izin verilir.
kaldıraçlar İki kaldıraç örneği(Sol) Bir dayanak noktasında desteklenen ve serbestçe dönen bir levye f , aşağı doğru bir kuvveti çarpar F noktada uygulanan için böylece yükün üstesinden gelebilir P noktasında kaya kütlesi tarafından uygulanan b . Örneğin, uzunluk için f beş katı b f , kuvvet F beş kez çarpılacaktır. (Sağ) Bir fındıkkıran, esas olarak, bir dayanak noktasında bir pim eklemi ile birbirine bağlanan iki kaldıraçtır. f . Eğer için f üç katı b f , kuvvet F noktada elle uygulanan için üç kez çarpılacak b , basınç dayanımını kolayca aşmak P kısaca. Ansiklopedi Britannica, Inc.
Tüm eski insanlar, kaldıracı bir şekilde, örneğin ağır taşları hareket ettirmek için veya arazi ekimi için kazı çubukları olarak kullandılar. Kaldıracın prensibi, kısa koldan sarkan bir platform veya su kabı ve uzun kola bağlı karşı ağırlıklar ile bir uca yakın döndürülen uzun bir kol olan takas veya gölgelemede kullanıldı. Bir adam uzun kolu aşağı çekerek kendi ağırlığının birkaç katını kaldırabilir. Bu cihazın Mısır ve Hindistan'da su yükseltmek ve askerleri siperlerden 1500 kadar erken kaldırmak için kullanıldığı söyleniyor.M.Ö..
shadoof Shadoof, Orta Anadolu, Türkiye. numen
Kama, ince bir kenara doğru sivrilen bir nesnedir. Kamayı bir yönde itmek, yan yönde bir kuvvet oluşturur. Genellikle metal veya ahşaptan yapılır ve bir çekiç kafasını sapına tutturmak gibi bölmek, kaldırmak veya sıkıştırmak için kullanılır.
kama Ahşabı bölmek için kullanılan kama. Shakespeare
Kama, tarih öncesi zamanlarda kütükleri ve kayaları ayırmak için kullanıldı; testeredeki dişler gibi balta da bir kamadır. Mekanik işlevi açısından vida, bir silindirin etrafına sarılmış bir kama olarak düşünülebilir.
annibale carracci kurucularından biriydi
Bir tekerlek ve aks, bir mil veya çubuk (aks) üzerinde dönen dairesel bir çerçeveden (tekerlek) oluşur. En eski biçiminde muhtemelen kuyulardan ağırlık veya su kovaları kaldırmak için kullanılıyordu.
Çalışma prensibi, aynı mile bağlı büyük bir dişli ve küçük bir dişliye sahip bir cihaz ile en iyi şekilde açıklanmaktadır. Bir kuvvetin eğilimi, F , yarıçapta uygulanır $ şaftı döndürmek için büyük dişli üzerinde daha büyük kuvvetin üstesinden gelmek için yeterlidir İÇİNDE yarıçapta r küçük dişli üzerinde. Kuvvet amplifikasyonu veya mekanik avantaj, iki kuvvetin oranına eşittir ( İÇİNDE : F ) ve ayrıca iki dişlinin yarıçaplarının oranına eşittir ( $ : r ).
tekerlek ve aks düzenlemeleri İki tekerlek ve aks düzenlemesi(A) Aynı mile veya aksa bağlı büyük bir dişli ve küçük bir dişli ile, bir kuvvet F yarıçapta uygulanan $ büyük dişli üzerinde daha büyük kuvvetin üstesinden gelmek için yeterlidir İÇİNDE yarıçapta r küçük viteste, aksı çevirerek. (B) Ağırlık kaldırabilen bir tambur ve halat düzeneğinde, yarıçaplı büyük bir tambur $ küçük bir tamburu döndürmek için kullanılabilir. İki yarıçaplı küçük bir tamburu döndürmek için büyük tamburun yanı sıra bir kasnak bloğu kullanılarak mekanik avantajda bir artış elde edilebilir. ne zaman bir kuvvet F büyük tamburun etrafına sarılmış ipe uygulanır, küçük iki yarıçaplı tamburun etrafına sarılmış ip d (yarıçap) r 1) ve D üzerine (yarıçap r iki). Kuvvet İÇİNDE makara bloğunun yarıçapında P kolayca üstesinden gelinir ve bağlı ağırlık kaldırılır. Ansiklopedi Britannica, Inc.
Büyük ve küçük dişliler, halatlarla sarılmış büyük ve küçük çaplı tamburlar ile değiştirilirse, tekerlek ve aks ağırlık kaldırabilir hale gelir. Kaldırılan ağırlık küçük tambur üzerindeki ipe takılır ve operatör büyük tambur üzerindeki ipi çeker. Bu düzenlemede mekanik avantaj, büyük tamburun yarıçapının küçük tamburun yarıçapına bölünmesidir. İki yarıçaplı küçük bir tambur kullanılarak mekanik avantajda bir artış elde edilebilir, r 1ve r iki, ve bir makara bloğu. Büyük tambura bir kuvvet uygulandığında, küçük tambur üzerindeki ip D'ye sarılır ve d'den ayrılır.
Kasnak ve halat sistemi ile mevcut olan kuvvet amplifikasyonunun bir ölçüsü, hız oranı veya kuvvetin halata uygulandığı hızın oranıdır ( V F ) ağırlığın kaldırıldığı hıza ( V İÇİNDE ). Bu oran, büyük tamburun yarıçapının iki katına, daha küçük tamburların D ve d yarıçaplarındaki farka eşittir. Matematiksel olarak ifade edilen denklem, V F / V İÇİNDE = 2 $ / ( r iki- r 1). Gerçek mekanik avantaj İÇİNDE / F sürtünmeye bağlı olarak bu hız oranından daha azdır. İki küçük tambur D ve d'nin hemen hemen eşit yarıçapta yapılmasıyla bu düzenleme ile çok büyük bir mekanik avantaj elde edilebilir.
