Eğik Düzlem, Kama ve Vida
Eğik düzlem bütün bu makineler içinde en basit olanıdır, ama ağır yükleri kaldırmada çok işe yarar. Ağır bir sandığı sırtlanarak bir kamyona yüklemek yerine, kamyonun kasasına eğimli olarak yaslanan düzgün bir kalasın üzerinden iterek yüklemek çok daha kolaydır. Eğer hiç sürtünme olmasaydı, sandığı her yoldan kamyona yüklemek için yapılan iş aynı olurdu. Oysa uygulamada, eğik düzlemdeki sürtünme direncini yenerek yükü aynı yüksekliğe kaldırmak için daha büyük bir kuvvet uygulamak gerektiğinden yapılan iş daha büyüktür. Bir eğik düzlem dikleştikçe, daha doğrusu eğimi arttıkça, sağlayacağı mekanik kazanç azalır.
Eğik düzlemin özel bir türü olan kamalar bazen sivri uçlu kısa bir bıçak, bazen de kütük yarmak için kullanılan demirden ya da çelikten yapılmış bir takoz biçiminde karşımıza çıkar. Ama bu basit makinelerin ilkesini anlamanın en kolay yolu kamayla kütük yarma örneğidir. Üçgen prizma biçimindeki kamanın sivri ucu kütükteki ince bir yarığa saplandıktan sonra, düz ve genişçe olan tepesine bir balyozla vurulur. Kamanın giderek genişleyen yüzeyleri bu kuvvetin etkisiyle kütüğün içine doğru ilerledikçe yarığı iki yana doğru açarak genişletir. Buradaki yük, ğün yarılmaya karşı gösterdiği dirençtir ve genellikle uygulanan kuvvetten daha büyüktür. Üstelik kuvvetin büyük bir bölümü de sürtünme nedeniyle boşa gider.
Vidaların dişleri de aslında eğik düzlemden başka bir şey değildir. Ama bu düzlem düz bir çizgi boyunca uzanmaz; bir milin ya da cıvatanın çevresinde döne döne yükselen "sarmal" bir merdiven gibi dolanır. Bir ağaç vidası tornavidayla döndürüldüğünde, dişlerinin eğimine göre değişen "adımlarla" yol alarak tahtanın içinde ilerler. Makine parçalarını birleştirmeye yarayan cıvata ve somun çifti de aynı ilkeye dayanır. Cıvatanın dış yüzeyinde açılmış olan ve "vida dişi" ya da "cıvata dişi" denen yivler, somun deliğinin iç yüzeyindeki benzer dişlere oturacak biçimde düzenlenmiştir. Bu nedenle, somun döndürüldükçe cıvatanın üzerinde yavaş yavaş ilerler. Atölyelerde tezgâhın kenarına takılan ve tahta ya da metal parçaları sıkıştırarak tutturmaya yarayan mengeneler de vidaların başka bir örneğidir.
Otomobillerde tekerlek değiştirilirken arabayı yükseltmeye yarayan vidalı krikolar genellikle bütün bu vida örneklerinden daha büyük bir mekanik kazanç sağlar. Örneğin arabanın yalnızca 1 mm kaldırılabilmesi için kriko kolunun 15 cm kadar hareket ettirilmesi gerekir. Bu, kuramsal olarak, 150 birimlik mekanik kazanç demektir; başka bir deyişle, kriko koluna 100 kilogramlık bir çekme kuvveti uygulayan kişi kuramsal olarak 15.000 kilogramlık, yani 15 tonluk bir kütleyi kaldırabilir. Ama uygulamada bu değer sürtünme nedeniyle 10 tona kadar düşer.
Sponsorlu Bağlantılar
Eğik düzlemin özel bir türü olan kamalar bazen sivri uçlu kısa bir bıçak, bazen de kütük yarmak için kullanılan demirden ya da çelikten yapılmış bir takoz biçiminde karşımıza çıkar. Ama bu basit makinelerin ilkesini anlamanın en kolay yolu kamayla kütük yarma örneğidir. Üçgen prizma biçimindeki kamanın sivri ucu kütükteki ince bir yarığa saplandıktan sonra, düz ve genişçe olan tepesine bir balyozla vurulur. Kamanın giderek genişleyen yüzeyleri bu kuvvetin etkisiyle kütüğün içine doğru ilerledikçe yarığı iki yana doğru açarak genişletir. Buradaki yük, ğün yarılmaya karşı gösterdiği dirençtir ve genellikle uygulanan kuvvetten daha büyüktür. Üstelik kuvvetin büyük bir bölümü de sürtünme nedeniyle boşa gider.
Vidaların dişleri de aslında eğik düzlemden başka bir şey değildir. Ama bu düzlem düz bir çizgi boyunca uzanmaz; bir milin ya da cıvatanın çevresinde döne döne yükselen "sarmal" bir merdiven gibi dolanır. Bir ağaç vidası tornavidayla döndürüldüğünde, dişlerinin eğimine göre değişen "adımlarla" yol alarak tahtanın içinde ilerler. Makine parçalarını birleştirmeye yarayan cıvata ve somun çifti de aynı ilkeye dayanır. Cıvatanın dış yüzeyinde açılmış olan ve "vida dişi" ya da "cıvata dişi" denen yivler, somun deliğinin iç yüzeyindeki benzer dişlere oturacak biçimde düzenlenmiştir. Bu nedenle, somun döndürüldükçe cıvatanın üzerinde yavaş yavaş ilerler. Atölyelerde tezgâhın kenarına takılan ve tahta ya da metal parçaları sıkıştırarak tutturmaya yarayan mengeneler de vidaların başka bir örneğidir.
Otomobillerde tekerlek değiştirilirken arabayı yükseltmeye yarayan vidalı krikolar genellikle bütün bu vida örneklerinden daha büyük bir mekanik kazanç sağlar. Örneğin arabanın yalnızca 1 mm kaldırılabilmesi için kriko kolunun 15 cm kadar hareket ettirilmesi gerekir. Bu, kuramsal olarak, 150 birimlik mekanik kazanç demektir; başka bir deyişle, kriko koluna 100 kilogramlık bir çekme kuvveti uygulayan kişi kuramsal olarak 15.000 kilogramlık, yani 15 tonluk bir kütleyi kaldırabilir. Ama uygulamada bu değer sürtünme nedeniyle 10 tona kadar düşer.
Kaynak: MsXLabs.org & Temel Britannica
Ölmediğine sevindim, hala acı çekebiliyorsun...