Makine Nedir – Makine ne demek

Makine Nedir

Belli bir işi kendi kendine yapabilecek şekilde düzelenmiş aygıta makine denir. Kamyon, şoförleri tekerlek lastiklerini değiştirmek için, on tonluk kamyonları yukarı kaldırabilirler. Bu iş elle yapılmaz, kriko ile yapılır. Montaj atölyelerinde ve gemi yapım yerlerinde, insanların kaldıramayacağı yükleri kaldırmak için makaralı sistemler kullanılır. iş yerlerinde metal cisimler, preslerle kolayca bükülebilir.
Kriko, makara ve presler hep makine örnekleridir. Makine insana çeşitli işleri daha kolay yapmakta yardımcı olan araçtır. Bir şeyi çeker veya iterken ona kuvvet etki ettirilir. Bir masayı iterken ona bir kuvvet etki ettirilir ve masa, döşeme üzerinde kayar. Kuvvet, cisimleri harekete zorlar. Hareket durdurulabilir de. Örneğin masa bir duvara dayanırsa, kaymaz.
Bir otomobili kaldırmak isterken ona yukarıya doğru bir kuvvet etki ettirilir. Fakat insan gücü otomobili kaldırmaya yetmez. Fakat bir kriko kullanılırsa krikonun koluna bir kuvvet etki ettirilir ve kol döndürülür. Kriko kolu döndükçe, yukarıya doğru bir kuvvet etkisi oluşur; bu kuvvet, insan gücünden daha fazladır.
Böylece, az bir kuvvetle daha fazla kuvvet elde edilmiş olmaktadır. Burada iki çeşit değişme söz konusudur. Hem kuvvetin doğrultusu, hem de büyüklüğü değişmektedir. Her makine bunlardan birini veya ikisini birlikte yapar.
Kullandığımız her mekanik araç, bir çeşit makinedir. Kaldıraç, vidalar, vites dişlileri, kamalar, kapı kolları, şişe açacağı, teneke açacağı, birer makine örneğidir.
Makineyi çalıştıran kuvvet, ya insan kuvvetidir veya hayvan ya da rüzgâr gibi doğa kuvvetidir. Kuvvet bir motordan ya da başka bir makineden de gelebilir. Makineye uygulanan kuvvete etki kuvveti denir. Makineyle kaldırılan ağırlığa ise yük adı verilir.

Basit makineler
En eski ve çok kullanılan makinelerden biri kaldıraçtır. Eski Mısır devrinde kullanılmaya başlanmıştır. Eski Yunanlı bilgin Arşimed’in “yeteri kadar uzunlukta bir kaldıraç ve bir de dayanak verin, Dünyayı yerinden oynatayım” sözü ünlüdür.
Kaldıraca en basit örnek, tahterevallidir. Tahterevalli sabit bir nokta çevresinde döner. Oturduğu sabit noktaya, kaldıracın dayanağı denir. Tahterevallide bu nokta ortadadır. Bir uçta oturan çocuk yük durumundadır. Diğer tarafa başka bir çocuk oturunca, onun ağırlığı, aşağı doğru bir etki yapar. Bu etki yeteri kadar fazlaysa, yük yukarı kalkar. Kuvvet ve yük, ters yönlerde hareket ederler. Kuvvet aşağı doğru inerken, yük yukarı kalkar.

Yükü yukarı kaldıracak kuvvet yükten küçük, büyük veya eşit olabilir. Tahterevallide iki çocuk, orta noktada eşit uzaklıkta otururlar. Ağırlıkları eşit olursa, birbirini dengelerler. Bir tarafa uygulanacak küçük bir ek kuvvet, diğer tarafı yukarı kaldırır.
Bir çocuğun diğerinden daha hafif olduğunu düşünelim. Dayanaktan, ağır çocuğa göre daha uzağa oturursa, ağır olanı kaldırabilir. Bu örnek, kaldıraçların nasıl kullanılacağını gösterir. Etki ettiği yerler değiştirilerek, farklı kuvvetlerle aynı yük kaldırılabilir. Yük dayanağa yakınsa, kaldırmak için daha büyük kuvvet gerekir. Bu bir makine sayılmaz; çünkü bir kolaylık sağlamamaktadır.

Kaldırma çubuğu ve teneke kutu açacağı

Kaldırma çubuğu (levye) uygun şekil verilmiş bir kaldıraçtır ve çelikten yapılmıştır. Ağır taşları kaldırmakta kullanılır. Dayanağı, yük tarafına yakındır, kuvvet diğer uca etkitilir.
Kutu açacağı da bir kaldıraçtır. Dayanağı, kutunun kenarıdır. Yük, kutu metalinin delinmeye karşı direnci, kuvvet de uygulanan etkidir. Parmaklar, kutu kenarından, delinecek noktaya göre daha uzaktadır. Böylece daha az kuvvetle kutu açılmış olur.
İş sözcüğünün konuşma dilinde çok geniş bir anlamı vardır. Bir sırada oturup düşünen bir öğrenci de iş yapmaktadır. Her gün ağır yükler taşıyan bir yapı işçisi de iş yapar. Fakat bilim adamları ve mühendisler için iş sözcüğünün özel bir anlamı vardır. Buna göre, bir cisim ancak hareket ederse iş yapar. Bir kuvvetin, belli bir uzaklığa gitmesiyle iş yapılır. Yapılan işin miktarı, kuvvetle uzaklığı çarparak elde edilir.
Örneğin 10 kg. ağırlıkta birkaç kitabın 1 metre yükseğe kaldırıldığını düşünelim. Kitaplara etkiyen yerçekimi kuvveti, yaklaşık olarak 100 newtondur. Kitapları kaldırmakla yapılan iş ise, 100×1 = 100 newton-metredir.
Bir makineye etkiyen kuvvet, makine hareket edince iş yapar. Yükün hareket ettirilmesi de iş yapmak demektir. Kuvvetin yaptığı işle, makinenin yaptığı iş aynı kalır. Makine kuvveti arttırır, fakat işi arttıramaz.
Bir kaldıraç çubuğunun bir ucuna küçük bir kuvvet uygulayarak, büyük bir yükün kaldırıldığını düşünelim. Kuvvet, yükten daha uzak bir noktadan etki etmektedir. Çubuk bastırılınca, kuvvet, yükten daha büyük bir uzaklığa hareket eder. Sürtünme olmasa, küçük kuvvetle büyük uzaklığın çarpımı, büyük yükle küçük uzaklığın çarpımına eşit olurdu.

Mekanik verim
Bir makinenin verimi, makineye uygulanan işle, makineden alınan iş arasındaki orandır. Daha çok, yüzde olarak belirtilir. Sürtünme nedeniyle bir iş kaybı olmasaydı, verim yüzde yüz olurdu. Fakat her zaman sürtünme vardır. Bu yüzden, verim her durumda yüzde yüzden küçüktür.
Yükün kuvvete oranına mekanik yararlılık denir. Mekanik yararlılık, makinenin kaldırdığı yükün, uygulanan kuvvete oranıdır. Mekanik yararlılık makinenin ne ölçüde yararlı olduğunun ölçüsüdür. 50 kiloluk bir yük, 25 kiloluk bir kuvvetle kaldırılıyorsa, mekanik yararlılık oranı 50/25 = 2 dir.
Tahterevalli, birinci tip kaldıraçlara bir örnektir. Bunlarda dayanak, yük ile kuvvetin arasında bir yerdedir. Kaldırma çubuğu, kutu açacağı da bu tipe girerler. Bu tip başka makineler de vardır; makas, bahçe makası, pense gibi. Pensede, ortadaki bir dayanağın bir tarafında kuvvetin uygulandığı uzun kol, diğer tarafında, dişlerin bulunduğu kısa kol vardır. Bu şekilde, az kuvvet uygulayarak, dişler arasındaki cisme daha büyük kuvvetle bastırılabilir.
İkinci tip kaldıraçlarda dayanak bir uçtadır. Yük, kuvvetle dayanak arasındadır. El arabası, fındık kıracağı, bu tip kaldıraç örnekleridir. Kapı ve menteşeleri de bu tip kaldıraca örnektir. Menteşeler dayanaktır ve uçtadır; kapı yüktür; itilmesi de kuvvettir. Menteşelere yakın yerden itilirse daha büyük, uzaktan itilirse daha küçük kuvvet kullanmak gerekir.
Üçüncü tip kaldıraçlarda da dayanak bir uçtadır. Fakat kuvvet dayanakla yük arasındadır. Birinci ve ikinci tiplerde mekanik yararlılık oranı 1’den büyüktür. Üçüncü tipte ise bu oran 1’den küçüktür. Çünkü yük kuvvetten daha uzaktadır. Bu yüzden, küçük bir kuvvetle büyük yük kaldırılamaz. Bu tip kaldıraç, yükü daha fazla hareket ettirmekte kullanılır.
Üçüncü tip kaldıraçlara örnek, şeker maşası ve insan koludur. Kol örneğinde yük elle tutulur. Kuvvet, koldaki kaslarla etki ettirilir. Dirsek, dayanak durumundadır. Kolu kaldırınca, el kol kaslarından daha fazla hareket eder.
Tekerlek ve dingil de önemli bir makinedir ve kaldıraca benzer. Eski kuyu çıkrığı buna bir örnektir. Çıkrıkta uzun bir kol döndürülür, ip, ortadaki kalın dingile (tambur) sarılarak kovayı yükseltir. Elle her çevirişte büyük bir çember çizilir. Yük ise, tambura sarılan ip kadar yükselir. İkinci tip kaldıraca benzer. Tamburun merkezi dayanaktır. Yük, dayanakla kuvvet arasındadır.
Doklarda gemileri çekmek için kullanılan bocurgatlar da, tamburu düşey olan bir tekerlek-dingil sistemidir.
Diğer bir düzenleme de makaralar sistemidir. Her makaranın ortasında, kenarları makara çıkmasın diye yükseltilmiş dingil vardır. Makara sisteminin en basiti duvara veya döşemeye asılmış ve üzerinden ip geçen bir tek makaradır. Yük, ipin bir ucuna bağlıdır; diğer uçtan çekilerek kaldırılır. Bu tipte, kuvvet, yüke eşit olmalıdır. Buna göre mekanik yararlılık oranı bire eşittir.
Birçok makara sistemi, mekanik yararlılık oranı T den büyük olacak şekilde düzenlenmiştir. Herbirinde hareket eden ipin uzunluğu, yükün yükseldiği boydan daha fazla olacak biçimdedir.
Dişli çarklar, birbirine geçmesi için üzerinde dişleri bulunan tekerleklerdir. Bir çark döndürülünce, o da diğerini çevirir. Hızları, kuvvetlerin yönünü ve büyüklüğünü değiştirmekte kullanılırlar. Bir otomobilin vites kutusundaki farklı dişliler, motorun gücünü, değişik oranlarda tekerleklere iletir. Farklı yol koşullarına göre, tekerleklere değişik hız verirler.

Eğik düzlem
Bütün makinelerin en basiti eğik düzlemdir. Bir yükü doğrudan doğruya kaldırmak yerine daha az bir kuvvetle, eğik bir yüzey boyunca çekmeye veya itmeye yarar. Yük, daha az kuvvetle çekilir, fakat daha uzun yol alır. Bir tepeye çevresindeki az eğimli bir yolda dolaşarak çıkmak dikine çıkmaktan daha kolaydır.
Eğik düzlemin mekanik yararlılığı kolayca bulunur. Mekanik yararlılık, yükün eğik düzlem boyunca aldığı yolun düşey yüksekliğe oranı kadardır.
Eğik düzlem gibi basit bir makine, yapılan işi çok kolaylaştırır. Arkeologlar Mısır piramitlerindeki büyük taşların, ancak eğik düzlemlerden yararlanılarak yerlerine konmuş olabileceği görüşündedir.
Diğer önemli ve basit bir makine, vidadır. Vida da bir çeşit eğik düzlemdir. Vida, sarmal şeklinde dolanan bir eğik düzlem olarak düşünülebilir.
Bir otomobil krikosunda, ağır bir otomobil, az bir kuvvetle kaldırılabilir. Fakat az olan kuvvet, daha fazla yol alır. Otomobilin 1 cm. yükselmesi için, kriko kolu birkaç cm. hareket eder.
Diğer bir eğik düzlem şekli, kamalardır. Kesme işinde kullanılan bütün araçlar kamaya benzerler. Yük kaldırmada kullanılan tipte, eğik düzlem yerinde kalır, cisim onun üzerinde hareket eder. Kamalarda ise, cisim yerinde kalır, kama cisim içine itilir. Keski, bıçak ve makasların kesici kenarları da kama gibidir. Pim, iğne ve çivilerin uçları da buna benzer.
Makine, kuvveti değiştiren araç olarak tanımlanabilir. Bu tanım, motorları içine almaz. Çünkü motorlar güç üretir ve bu şekilde kuvveti arttırırlar. Onlara etkiyen kuvveti değiştirmezler. Bir kompüter ve bir saat de makine değildir. Çünkü onları kullanmaktan amaç, onlardan bilgi sağlamaktır. Bunlar kuvveti değiştiren araçlar değildir. Fakat saatin içindeki dişli çarklar, tam anlamıyla makinedirler.

Yorum yazın