Eğik Düzlem

Ağır yükleri kuvvetten kazanç sağlayarak ve daha kolay şekil de belli bir yüksekliğe çıkarmayı sağlayan basit makinelerdir.

Eğik düzlem her zaman kuvvetten kazanç sağlar.Bu yüzden eski çağlardan beri insanlar tarafından kullanılmaktadır.Engelli rampaları ,virajlı dağ yolları ,vida,yük indirme ve çıkarma rampaları,merdivenler eğik düzleme örnektir.

eğik düzlem
Şekil-1

Yandaki dağın zirvesine çıkmak için bütün araçların motor gücü düşünülerek virajlı dağ yolları yapılır.Motor gücü düşük olan araçlar dik yollardan çıkmaya güçleri yetmeyeceği için uygulanan kuvvetin küçük olması için virajlı yollar yapılır.Bütün basit makinelerde kural olduğu gibi kuvvetten kazandığımız oranda yoldan kaybederiz.Çıktığımız dağın zirvesi 1 km ise virajlı yollarda dönerek toplamda aldığımız yol 5 km olabilir.Bu durumda yoldan kayıp 5 kat ,kuvvetten kazancımız 5 kattır.

eğik düzlem

Şekil-2

h=yükseklik (Yük’e aldırılan yol)

l=Alınan yol

F=kuvvet

A=yük

Kuvvet Büyüklüğü Eğik Düzlemde Nelere Bağlıdır?

A)Yükseklik Artarsa Kuvvet Artar.

Bir eğik düzlemde rampa uzunluğu sabit kalacak şekilde ( l sabit kalacak şekilde)yükseklik artarsa yoldan daha az kayıp olacağı için kuvvetten kazanç azalır.Hatırlayınız basit makinelerde kuvvet kazancı ne kadar az ise yoldan kayıpta o kadar azdır.Kuvvetten ne kadar kazanıyorsam aynı oranda yoldan kayıp olur

eğik düzlem

Şekil-3

Yukarıdaki iki şekilde de l uzunluğu ve Yük büyüklüğü sabit tutulmuş fakat yükseklikler değişmiştir.Not 1. şekildeki eğik düzlemin eğim açısı 2. şekildeki eğim açısından daha fazladır.

Birinci eğik düzlemde l uzunluğu ile 2h yükselik çıkıyorum.

İkinci eğik düzlemde l uzunluğu 3h yükselik çıkıyorum.

Dikkat ettiyseniz ikinci düzlemde yoldan kayıp daha az çünkü aynı yol ile daha fazla yükseklik çıkıyorum .Bu durumda yoldan kayıp az ise kuvvetten kazançta azdır.

B)Rampa Uzunluğu Artarsa Kuvvet Azalır.

Yüksekliği sabit tutarak l uzunluğunu arttırdığımızda kuvvete aldırdığımız yol uzayacağı için ve eğim açısının büyüklüğü azalacağı için kuvvet azalır.

Not:Günlük hayattan eğim açısına örnek vermek gerekirse dik bir yokuştan çıkmak oldukça zordur,fakat eğimi daha az bir yokuştan çıkmak o kadar da zor değildir.

eğik düzlem

Şekil-4

Yukarıda gördüğünüz eğik düzlemler aynı yüksekliği farklı uzunluktaki rampalardan çıkartıyorlar.F3 yol kaybı fazla olduğu için kuvvetten daha çok kazanacaktır.Bu durumda F2 kuvveti büyüktür F3 kuvvetinden diyebiliriz.

Sabit tutulan değişkenler :yükseklik ve yüktür.

şekil-5

Yukarıdaki örnekte z ve y harfleri ile gösterilen eğik düzlemin eğim açısıdır. Z açısının bulunduğu eğik düzlem sisteminde h yükseliğini 1 metre ile çıkarken , y açısının bulunduğu sistemde 2h yüksekliğini 1 metrelik rampa ile çıkılmaktadır.Buna göre y açısının bulunduğu sistemdeki rampanın daha dik bir açıya sahiptir.

Bu durumda y >z diyebiliriz.Eğim açısı ne kadar yükselirse uygulanan kuvvet artar.

Vida bir eğik düzlemdir. Etrafındaki sarılmış adımlar eğik düzlem sistemidir ve vida adımı ne kadar fazla olursa o kadar yoldan kayıp kuvvetten kazanç vardır.

eğik düzlem
Şekil-6

Vida adımlarının her biri eğik düzlemden oluşmaktadır ve vida adımları ”a” harfi ile gösterilir. Vidanın zemin üzerinde ilerlemesini tur sayısı( vidayı kaç kez döndürdüğümüz) ve vida adımı belirler.

Vidanın zeminde ilerlemesi =n x a formülü ile bulur.

n=Tur sayısı

a=vida adımı

Not: Vidanın zemin üzerinde ilerlemesi zeminin cinsine( Cam,tahta,duvar) bağlı değildir.

eğik düzlem
Şekil-7

Şekil-7’de aynı boyda iki tane vida verilmiştir. Aynı boyda olan vidalardan birincisinde vidanın baş kısmından itibaren saymaya başlayarak toplamda 5 tane vida adımı vardır. İkinci vidada ise vidanın baş kısmından itibaren saymaya başlayarak 6 tane vida adımı vardır.

Soru: Bu iki vidanın toplam boyu 30 mm ise her bir vida için vida adımlarının kaç mm olduğunu bulunuz? Bu vidalar 4 tur döndürülmeleri ile zeminde ilerlemeleri kaç mm olur?

Çözüm: Her bir vidanın uzunluğu 30 mm ise ve birinci vida 5 adımdan ikinci vida 6 adımdan oluşuyorsa :

Birinci vida için:

30/5= 6 mm birinci vidanın adımı

yani birinci vida için a= 6mm

Zeminde ilerleme =tur sayısı x vida adımı olduğuna göre

4×6=24 mm zeminde ilerleme miktarı

İkinci vida için:

30/6= 5 mm ikinci vidanın adımı

yani ikinci vida için a= 5 mm

Zeminde ilerleme : 4×5= 20 mm

Görüldüğü gibi aynı boyda vidalar olmalarına rağmen farklı vida adımlarına sahip olmaları zeminde ilerleme miktarını değiştirdi.

Aynı tur sayıda dönmüş olmalarına rağmen birinci vida 24 mm ikinci vida 20 mm ilerlemiştir. Aynı tur sayıda dönmesine rağmen ikinci vida daha az ilerlediği için yoldan kayıp vardır. Fakat yoldan kayıp varsa kuvvetten kazanç vardır. İkinci vida diğer vidaya göre daha çok kuvvetten kazanç sağlamıştır.

Bu konu anlatımının çalışma kağıdına buradan ulaşabilirsiniz.

Güncel konular için facebook , instagram ve google+ üzerinden bizi takip edebilirsiniz. Tekrar görüşmek üzere.

Cevap Yaz