Kaldıraç, zıt dönüşlere neden olan en az iki kuvvetin etkisi altında, bir nokta veya eksen etrafında dönebilen herhangi bir katı cisimdir. Kaldıraç, daha büyük bir direncin üstesinden gelebileceğimiz bir kuvveti uygun şekilde uygulamak için kullanılan basit bir makinedir.
Fizik öğrenmeye yeni başlayan herkes için basit makineler, bilimin işimizi ne kadar kolaylaştırdığını doğrulayan ilk ciddi pratik andır!
Kaldıraç Türleri
Kaldıraçlar iki kritere göre ayrılır:
a) Destek noktası veya eksenin yerleşimine göre:
- Tek taraflı – dayanak noktasının veya eksenin uçlarından birinde bulunmadığı bir kol.
- İki taraflı – dayanak noktasının veya eksenin iki uç noktası arasında bulunduğu bir kol.
b) Kolların uzunluğuna göre (çift kollar için geçerlidir):
- İkizkenar (ikizkenar) – kolları eşit uzunlukta olan bir kaldıraç.
- Çok yönlü – kolları farklı uzunluklarda olan bir kaldıraç.
Kol Denge Koşulu
Diyelim ki elimizde iki taraflı bir kaldıraç var. Kollarından birine bir yük bindiğini ve karşı tarafa belli bir kuvvetle etki ettiğimizi düşünelim. Bu durumda yükün destek noktasına olan mesafesine yükün ayağı denir ve b ile gösterilir, kuvvetin etki ettiği yerden destek noktasına olan mesafeye ise kuvvet ayağı denir ve ile gösterilir. A. Kuvvet F ile, yük ise G ile gösterilir.
Kaldıraç denge koşulu şöyle okunur:
F çarpı a çarpımına kuvvet momenti, G çarpı b çarpımına ise yükün momenti denir. Kaldıraç denge koşulu bazen moment dengesi olarak da kabul edilir.
Buradan hareketle sadece kuvvetin büyüklüğünü ifade etmek istersek dönüşüm sonrasında denklem şu şekilde olur:
Son formülü kullanarak, basit makinenin performansının yanı sıra kola göre konumunu biliyorsak, belirli bir direncin (yük biçiminde) üstesinden gelmek için ne kadar kuvvete ihtiyacımız olduğunu hesaplamak kolaydır.
Bir Kaldıraç Görevi
Örnek 1: Bir tarafta 10000 N (Newton) yükü olan bir kolu, kuvvetin karşı taraftan 4 metre uygulanması gerekiyorsa, dayanak noktasından 50 santimetre uzaklıkta dengelemek için ne kadar kuvvet gerektiğini hesaplayın. dayanak noktasına göre.
Verilen veriler şunlardır:
- a=4m
- b=50cm=0,5m (santimetreden metreye gerekli dönüşüm)
- G=10000N
- F-?
Son türetilmiş denklemde karşılık gelen değerleri değiştirerek aşağıdaki ifade elde edilir:
Hesaplamayı tamamladıktan sonra kuvvetin 1250 Newton olduğu ortaya çıkıyor.
Görevdeki hesaplamadan itibaren kaldıracın faydalı etkisi açıkça görülmektedir. Kullanımıyla 10000 Newton’luk bir yükün üstesinden yalnızca 1250 Newton’luk bir kuvvetle gelinebilir (8 kat daha az kuvvet, çünkü kuvvetin kolu, yükün kolundan 8 kat daha uzundur).
Kaldıraçta kuvvet kolunun uzunluğunun da önemli olduğunu gösteren ilginç bir gerçek: Arşimed şöyle dedi: Bana yeterince uzun bir kaldıraç verin, Dünya gezegenini hareket ettireyim.
www.mathematikazavsicki.com/tr/’u takip edin!
www.matematikazavsicki.com/tr/’un Facebook, Instagram, Twitter ve Youtube profillerine aşağıdaki butonları kullanarak bağlanarak gelecekte yayınlanacak bilgi ve materyalleri takip edebilirsiniz.
