Basit Makineler ve İş İlkesi

Basit makineler işten (enerjiden) kazanç sağlamazlar. İş = Kuvvet × Yol formülüyle $W=F.x$ hesaplanır ve kuvvet ile yol aynı yönlü olmalıdır. Bir sistem kuvvetten kazanç sağlıyorsa, yoldan kaybı vardır.

Sabit makaralar hem kuvvetten hem de yoldan kazanç sağlamazlar. Cismi h kadar yükseltmek istiyorsak, ipi de h kadar çekmeliyiz ve uygulanan kuvvet (F), cismin ağırlığına (P) eşittir: F = P.

Hareketli makaralarda ise kuvvetten kazanç vardır ama yoldan kayıp vardır. Düzenek dengede olduğunda F + F = P + G (G: Makara ağırlığı) olur. Makara ağırlığı önemsiz ise 2F = P olur.

💡 Hatırlatma: Basit makineler enerji yaratmaz veya yok etmez, sadece daha az kuvvetle aynı işi yapabilmemizi sağlar.

Eğik düzlem üzerinde bir cisim dengedeyse, uygulanan kuvvet F = G.sinθ olur. Eğimi düşürdüğümüzde daha az kuvvetle cismi yukarı çıkarabiliriz, ancak daha uzun yol kat etmemiz gerekir.

Kaldıraçlar, kuvvetten kazanç sağlayan basit makinelerdir. Kaldıraçlarda, kuvvetin destek noktasına olan uzaklığına "kuvvet kolu", yükün destek noktasına olan uzaklığına "yük kolu" denir. Denge durumunda: Kuvvet × Kuvvet kolu = Yük × Yük kolu.

Kaldıraç çeşitleri:

• Tek taraflı kaldıraç: El arabası, ımbız $P.x = F.(x+y)$
• Çift taraflı kaldıraç: Makas, pense $P.x = F.y$
• Bir ucu sabit kaldıraç: Manivela $P(x+y) = F.x$