Page 94 - Fen Lisesi Fizik 11 | 1.Ünite

1. ÜNİTE KUVVET VE HAREKET

Sürtünmelerin ihmal edildiği, basit makinelerde yükün kendisini dengede tutmak için kullanılan kuvvete
oranlanmasıyla elde edilen niceliğe, kuvvetten kazanç denir. Basit makinelerde yük, ağırlığından daha
küçük bir kuvvet ile dengelendiğinde kuvvetten kazanç vardır. Kuvvetten kazanç, birimsiz bir nicelik olup
(K.K) ile gösterilir.

Tüm sistemlerde olduğu gibi basit makinelerde de enerjinin korunumu ilkesi geçerlidir. Bu yüzden altın bir
kural olarak basit makinelerde, kuvvetten sağlanan kazanç kadar yoldan kayıp olduğu veya yoldan sağla-
nan kazanç kadar kuvvetten kayıp olduğu ilkesi geçerlidir.
Bu kurala göre kuvvetten kazanç, yoldan kayba eşittir. Yoldan kayıp da birimsiz bir nicelik olup (Y.K) ile
gösterilir. Bu durumda, P yükünün F kuvveti ile dengede tutulduğu bir basit makinede
P
^
KK =$ h ^ YK =$ h eşitliği vardır.
F
Bu eşitliğe göre 10 N büyüklüğündeki bir yükü taşımak için 5 N büyüklüğündeki kuvvetin kullanılabileceği
bir basit makinede (K.K) = 2 olduğundan, yoldan kayıp da 2 ye eşittir. Yani 10 N büyüklüğündeki yükü, bir
basit makinede kullanılan ipin ucuna 5 N kuvvet uygulayarak 1 m taşımak için ipin 2 m çekilmesi gerekir.

Basit makinelerde, yükün enerjisindeki değişim miktarının, yükü taşımak için harcanan toplam enerji ya
da yapılan toplam işe oranına verim denir. Bir basit makinede uygulanan F kuvvetinin yaptığı iş ya da
harcadığı W enerjisinin P yükünde yaptığı enerji değişimi E ise basit makinenin verimi

D E
Verim = eşitliği ile bulunur.
W
Basit makinelerde sistemi oluşturan elemanların kendi ağırlıklarının ve sürtünme kuvvetlerinin büyük ol-
ması verimi azaltır.Verim de iki enerji değerinin birbirine oranlanması ile elde edilen bir nicelik olduğundan
birimsizdir. Basit makinelerin verimi % olarak ifade edilir. Örneğin 100 J harcanıp yükle 80 J enerji kazan-
dırılan bir basit makinede verim %80 dir. %20 lik enerji kaybı sürtünmeye gitmiştir. İdeal sürtünmesiz bir
basit makine olsaydı enerji kaybı olmaz ve verim %100 olarak bulunurdu.
Basit makine sürtünmesiz olduğunda yükü dengede tutmak için gereken kuvvet, sürtünmeli olduğunda
dengede tutmak için gereken kuvvetten daha küçük bir değere sahiptir. Basit makine sürtünmesiz oldu-
l
ğunda denge kuvveti F , sürtünmeli olduğunda F ise
F
Verim = l eşitliğiyle de bulunabilir.
F
Sürtünme kuvvetinden kurtulmak imkânsız olduğundan gerçekte verimi %100 olan bir basit makine yap-
mak mümkün değildir. Bu sonuca göre basit makinelerde işten kazanç sağlamak söz konusu değildir.

1.10.1. Günlük Hayatta Kullanılan Basit Makineler

Günlük hayatta sıkça kullanılan basit makineler;
a) kaldıraçlar,
b) sabit ve hareketli makaralar,
c) palangalar,
ç) eğik düzlem,
d) vida,
e) çıkrık,
f) çark ve kasnaklar şeklinde sıralanabilir.
Basit makinelerin kuvvetten kazanç yoldan kayıp veya kuvvetten kayıp yoldan kazanç sağlamasıyla haya-
tı nasıl kolaylaştırdığını daha iyi anlamak için her biri ayrı ayrı incelenecektir.

172