Bu yazıda mekanik makinelerin ne olduğunu, mekanik makine örneklerini ve farklı mekanik makine türlerini keşfedeceksiniz.
Mekanik makine nedir?
Mekanik makine, kendisine uygulanan kuvveti daha büyük veya daha küçük bir kuvvete dönüştüren bir makine türüdür. Yani mekanik bir makine, bir mekanizma vasıtasıyla kuvveti artırır veya azaltır.
Örneğin kaldıraç mekanik bir makinedir çünkü kollarından birine uygulanan kuvveti katlar. Böylece kaldıraç, ağır bir nesneyi, nesneyi kaldıraçsız kaldırmaya göre daha az kuvvet kullanarak kaldırmanıza olanak tanır.
Bu nedenle çok daha az çaba harcayarak büyük kuvvetler oluşturmak için mekanik makineler kullanılır. Benzer şekilde, bazen cımbız örneğinde olduğu gibi, harekette daha fazla hassasiyet elde etmek için uygulanan kuvveti azaltmakla ilgilenebiliriz.
Mekanik makine aynı zamanda manuel makine olarak da adlandırılabilir.
Mekanik makine örnekleri
Mekanik makinenin tanımını gördükten sonra birkaç mekanik makine örneği göreceğiz.
- Kaldıraç : Kollarından birine uygulanan kuvvetin katlanmasını sağlayan mekanik makine.
- Vinç : Ağır nesnelerin rahatça taşınması için mekanik makine.
- Bisiklet : Bacaklarla yapılan dairesel hareketi ileri harekete dönüştüren mekanik makine.
- El arabası : Büyük ağırlıkların daha az çabayla taşınmasını sağlayan mekanik cihaz.
- Konserve açacağı – konserveleri açmak için kullanılan mekanik makine.
Mekanik makine türleri
Mekanik makineler iki tipe ayrılabilir:
- Basit makine : Basit bir mekanizmadan oluşan ve uygulanan kuvvetin büyüklüğünün veya yönünün değiştirilmesine olanak sağlayan mekanik makine. Örneğin: kaldıraç, makara, eğik düzlem.
- Kompozit makine : Seri olarak bağlanmış birkaç basit makineden oluşan mekanik bir makinedir, böylece bu tür makinelerin mekanizması daha karmaşıktır. Örneğin: bisiklet, araba, vinç.
Mekanik bir makinenin mekanik avantajı
Mekanik bir makinenin mekanik avantajı, mekanik makineye uygulanan kuvvetin ne kadar arttırıldığını gösteren bir parametredir. Dolayısıyla mekanik avantaj, giriş kuvveti ile çıkış kuvveti arasındaki ilişkiyi gösterir.
Matematiksel olarak mekanik bir makinenin mekanik avantajı, ortaya çıkan kuvvetin uygulanan kuvvete oranı olarak tanımlanır.
Mekanik avantaj, uygulanan kuvvetin hızının yükün hareket ettiği hıza bölünmesiyle de hesaplanabilir. Benzer şekilde, bu ifade de uygulanan kuvvetin noktasının yer değiştirmesinin yükün yer değiştirmesine bölünmesine eşdeğerdir:
Daha sonra mekanik avantaj formülünden aşağıdaki ilişkiler çıkarılabilir:
- VM>1 : Ortaya çıkan kuvvet uygulanan kuvvetten daha büyüktür, dolayısıyla mekanik makine kuvvetin büyüklüğünü artırır. Öte yandan yükün kat ettiği mesafe, kuvvetin uygulandığı noktanın kat ettiği mesafeden daha azdır.
- VM<1 : Ortaya çıkan kuvvet uygulanan kuvvetten küçüktür, dolayısıyla mekanik makine kuvvet değerini azaltır. Ancak kuvvetin uygulandığı noktada yapılan yer değiştirmeden daha büyük bir yük yer değiştirmesi elde ederiz.
- VM=1 : Mekanik makinenin ortaya çıkardığı kuvvet, ona uygulanan kuvvete eşittir. Yükün yer değiştirmeleri ve kuvvetin uygulama noktası da aynıdır. Bu tip mekanik makineler her ne kadar mekanik bir avantaj sağlamasa da genel olarak kas güçlendirmenin daha konforlu bir şekilde gerçekleştirilmesi amacıyla kullanılmaktadır. Örneğin, basit bir makara, aşağı doğru kuvvetin bir ağırlığı kaldırmasına izin vererek yükün kaldırılmasını kolaylaştırır.
mekanik makine ve otomatik makine
Son olarak mekanik makine ile otomatik makine arasındaki farkın ne olduğunu göreceğiz.
Mekanik bir makine ile otomatik bir makine arasındaki fark, mekanik makinenin manuel olarak çalışması, otomatik bir makinenin ise otomatik bir süreçle çalışmasıdır.
Yani mekanik makinelerin çalışması insan gücüne ihtiyaç duyarken, otomatik makineler genellikle bir düğme veya bilgisayar programıyla çalıştırılır ve tüm işlemleri otomatik hale getirilir.
Ancak mekanik makinelerin yerini, insan eylemi gerektirmediği ve daha kullanışlı olduğu için giderek otomatik makineler alıyor.