🎓 8. Sınıf Vida, Çıkrık, Dişli Çark ve Kasnaklar Test 2 - Ders Notu ve İpuçları

Bu ders notu, 8. sınıf Fen Bilimleri dersinin "Basit Makineler" ünitesinde yer alan vida, çıkrık, dişli çark ve kasnaklar konularını kapsamaktadır. Bu basit makinelerin temel prensiplerini, günlük hayattaki kullanım alanlarını, kuvvet kazancı ve yol kaybı ilişkilerini detaylı bir şekilde inceleyerek sınav öncesi son tekrarınızı yapmanızı sağlayacaktır. Unutmayın, basit makineler hayatımızı kolaylaştıran harika icatlardır! ✨

Çıkrık ⚙️

• Tanım: Dönme eksenleri çakışık, farklı yarıçaplı iki veya daha fazla silindirden oluşan basit makinedir. Genellikle büyük silindire uygulanan kuvvetle, küçük silindirdeki yük hareket ettirilir.
• Çalışma Prensibi: Kuvvet koluna (büyük silindire bağlı) uygulanan döndürme kuvveti, küçük silindire sarılı ipteki yükü hareket ettirir.
• Kuvvet Kazancı: Çıkrıkta kuvvet kazancı, kuvvet kolunun yarıçapının (R), yükün bağlı olduğu silindirin yarıçapına (r) oranına bağlıdır. Kuvvet kolu yarıçapı ne kadar büyük olursa, kuvvet kazancı o kadar artar.
• Formül (Denge Durumu): Uygulanan kuvvet (F) ile kuvvet kolu yarıçapının (R) çarpımı, yükün (P) ağırlığı ile yük silindiri yarıçapının (r) çarpımına eşittir.

  F x R = P x r

• Günlük Hayat Örnekleri: Kuyu çıkrığı 💧, el matkabı, kıyma makinesi, anahtar 🔑, tornavida, direksiyon simidi 🚗, kapı kolu.
• ⚠️ Dikkat: Çıkrık kuvvetten kazanç sağlarken, aynı oranda yoldan kayıp yaşanır. Yani, kuvvet kolunu bir tur çevirdiğinizde yük, küçük silindirin çevresi kadar yol alır. Enerjiden veya işten kazanç sağlanmaz.

Dişli Çarklar ⚙️⚙️

• Tanım: Üzerlerinde eşit aralıklarla açılmış dişler bulunan, birbirine geçmiş veya zincir/kayış ile bağlanmış tekerleklerdir.
• Görevleri: Hareketin yönünü, hızını ve torkunu (döndürme etkisini) değiştirmek için kullanılırlar.
• Dönüş Yönü:
  • Birbirine geçmiş dişliler: Zıt yönlerde dönerler. 🔄 (Biri saat yönünde dönerse, diğeri saat yönünün tersine döner.)
  • Zincir veya kayışla bağlı dişliler: Aynı yönde dönerler. ➡️➡️ (Bisiklet zinciri gibi.)
• Tur Sayısı: Diş sayısı veya yarıçap ile ters orantılıdır. Küçük dişli daha çok tur atarken, büyük dişli daha az tur atar.

  N1 x Z1 = N2 x Z2 (N: Tur sayısı, Z: Diş sayısı)

  Veya

  N1 x r1 = N2 x r2 (r: Yarıçap)

• Kullanım Alanları: Saatler 🕰️, bisikletler 🚲, otomobil şanzımanları, el mikserleri, matkaplar.
• 💡 İpucu: Dişlilerde kuvvet kazancı genellikle hız değişimi ile ilişkilidir. Küçük dişliden büyüğe hareket aktarılırsa hız azalır, kuvvet artar (kuvvet kazancı). Büyük dişliden küçüğe hareket aktarılırsa hız artar, kuvvet azalır (kuvvetten kayıp).

Kasnaklar pulley

• Tanım: Kayışlar yardımıyla hareket iletimini sağlayan tekerleklerdir. Dişli çarkların kayışlı versiyonu gibi düşünebilirsiniz.
• Görevleri: Dişli çarklara benzer şekilde hareketin yönünü, hızını ve torkunu değiştirmek için kullanılırlar.
• Dönüş Yönü:
  • Düz kayışla bağlı kasnaklar: Aynı yönde dönerler. ➡️➡️
  • Çapraz kayışla bağlı kasnaklar: Zıt yönlerde dönerler. 🔄
• Tur Sayısı: Yarıçap ile ters orantılıdır. Küçük kasnak daha çok tur atarken, büyük kasnak daha az tur atar.

  N1 x r1 = N2 x r2

• Yükün Yükselme Miktarı: Yükün bağlı olduğu kasnağın tur sayısı ve çevresi ile doğru orantılıdır. Bir kasnak bir tur döndüğünde, ip kasnağın çevresi kadar hareket eder.

  Yükselme Miktarı = Tur Sayısı x 2πr (r: Yükün bağlı olduğu kasnağın yarıçapı)
• Kullanım Alanları: Çamaşır makineleri 🧺, konveyör bant sistemleri, matkap tezgahları.

Vida 🔩

• Tanım: Eğik düzlemin silindir etrafına sarılmasıyla oluşan basit makinedir.
• Vida Adımı (a): Vidanın iki diş arasındaki mesafesidir. Vida bir tam tur döndüğünde, vida adımı kadar ilerler veya bir yere saplanır.
• Kuvvet Kazancı: Vida adımı küçüldükçe kuvvet kazancı artar. Yani, daha az kuvvet uygulayarak vidayı döndürebilirsiniz.
• Formül (Denge Durumu): Uygulanan kuvvetin (F) çevirme kolunun çevresi (2πR) ile çarpımı, direnç kuvveti (P) ile vida adımının (a) çarpımına eşittir.

  F x 2πR = P x a (R: Çevirme kolu yarıçapı)

• İlerleme Miktarı: Bir turda vida adımı kadar ilerler.
  • Eşit sayıda turda, vida adımı büyük olan vida daha çok ilerler.
  • Eşit ilerleme miktarı için, vida adımı küçük olan vidayı daha fazla döndürmeniz (daha çok tur atmanız) gerekir.
• Kullanım Alanları: Vidalar, cıvatalar, kriko 🛠️, mengene.
• ⚠️ Dikkat: Vida adımı küçüldükçe kuvvet kazancı artar ancak vidayı döndürmek için daha fazla tur atmanız gerekir, yani yoldan kayıp artar.

Basit Makinelerin Ortak Özellikleri ve Enerji Korunumu 💡

• Basit makineler, iş yapma kolaylığı sağlar. Yani, uyguladığımız kuvvetin yönünü, büyüklüğünü veya uygulama noktasını değiştirebilirler.
• Hiçbir basit makine işten veya enerjiden kazanç sağlamaz. Evrende enerji korunumu prensibi geçerlidir. Bir makineye ne kadar enerji verirseniz, o kadar enerji alırsınız (sürtünmeler ihmal edilirse).
• Eğer bir basit makine kuvvetten kazanç sağlıyorsa, aynı oranda yoldan kayıp vardır. Örneğin, kuvveti 2 kat azaltırsanız, yolu 2 kat artırmanız gerekir.
• Eğer bir basit makine kuvvetten kayıp sağlıyorsa, aynı oranda yoldan kazanç vardır. (Bu durum genellikle hızı artırmak istediğimizde karşımıza çıkar.)
• Basit makineler sürtünme nedeniyle verimi %100 olmayan sistemlerdir, ancak ideal durumlarda sürtünmeler ihmal edilir.