Kaldıraçlar, günlük hayatımızda da sık sık karşılaştığımız basit makinelerdir. Basit makineler, bir işi daha kolay yapmamızı sağlayan araçlardır. Makara, eğik düzlem, kasnaklar ve daha pek çok çeşidi olan bu basit makinelerde işten kazanç olmaz. Sadece işi daha kolay yapmamızı sağlar.
İş = Kuvvet . Yol
(W = F . x)
Yapılan iş, kuvvet ve kuvvet doğrultusunda alınan yolun çarpımına eşittir. Yapılan iş her zaman aynı olacağı için bir basit makinede;
- Kuvvetten kazanç var ise aynı oranda yoldan kayıp vardır.
- Kuvvetten kayıp var ise aynı oranda yoldan kazanç vardır.
Konunun detaylarını aşağıdaki örneklerde daha net açıklayacağım. Yapacağımız işlem çok basit. Her zaman şu eşitliği sağlayacağız:
yük x yük kolu = kuvvet x kuvvet kolu
Bu eşitliğin her iki tarafı da yapılan işi veriyor. Yani yükün yaptığı iş (eşitliğin sol tarafı) ile kuvvetin yaptığı iş (eşitliğin sağ tarafı) eşit. Destek bizim eşitlik noktamız olacak.
Şimdi kaldıraç tiplerini tanıyalım. Dikkat etmemiz gereken 3 kavram var: Kuvvet, Destek ve Yük.
1. Desteğin ortada olduğu kaldıraçlar
Tahterevalli, makas, pense, kerpeten ve tırnak makası desteğin ortada olduğu bu tip kaldıraçlara örnektir.
2. Kuvvetin ortada olduğu kaldıraçlar
Maşa, cımbız, kaşık ve kürek kuvvetin ortada olduğu bu tip kaldıraçlara örnektir.
3. Yükün ortada olduğu kaldıraçlar
El arabası, ceviz kıracağı, fındık kıracağı ve gazoz açacağı yükün ortada olduğu bu tip kaldıraçlara örnektir.
Soru 1:
Annesi ile şekildeki gibi dengede durabilen Ayberk’in kütlesini bulunuz.
Çözüm 1:
Burada G = m . g ilişkisini hatırlatmak istiyorum. Annenin ağırlığı değil, kütlesi verilmiş. Ancak bizden Ayberk’in de kütlesini bulmamızı istediği için burada kütle-ağırlık dönüşümü yapmamıza gerek yok. Burada yük ve kuvvet ayrımı yok. Desteğin sol tarafını yük, sağ tarafını da kuvvet gibi düşünebilirsiniz. Tam tersi de olur. Hemen yazıyoruz:
yük x yük kolu = kuvvet x kuvvet kolu
64 x 3 = ? x 8
192 = ? x 8
? = 24
(Ayberk’in kütlesi 24 kg)
Soru 2:
Her birinin ağırlığı 12 N olan 3 tuğlayı dengeleyen kuvvet 10 N ise y/x oranını bulunuz.
Çözüm 2:
3 tuğlanın toplam ağırlığı 36 N olacaktır. Ağırlık daima yerin merkezine doğru (yani aşağı doğru) gösterilir. Birinci soruda yük ve kuvveti kendimiz belirlemiştik, burada ise her şey hazır. Önemli olan bir kuvvet ile o kuvvetin destek noktasına olan uzaklığı. Sorunun bize verdiği F = 10 N bilgisini de ekledikten sonra hemen şu eşitliği yazıyoruz:
yük . yük kolu = kuvvet . kuvvet kolu
36 . x = 10 . y
y / x = 36 / 10
y / x = 3,6
