Eğik Düzlem: Tanımı, Formülü, Mekanik Avantajı ve Örnek Sorular

Eğik Düzlem: Tanımı, Formülü, Mekanik Avantajı ve Örnek Sorular - Eğik düzlem ne demektir ve fiziği nasıl hesaplanır? Bu vesileyle Seputar Ilmu.co.id bu konuyu ve elbette onu kapsayan diğer konuları ele alacak. Daha iyi anlamak için aşağıdaki makalede tartışmaya birlikte bakalım

---

Eğik Düzlem: Tanımı, Formülü, Mekanik Avantajı ve Örnek Sorular

---

Eğik düzlem, eğimli bir yüzeyden oluşan basit bir düzlem aracıdır. Eğik düzlem, yatay bir yüzeye dik olmayan bir açıya sahip düz bir yüzeydir.

Eğik düzlemler basit düzlemlerin bir türüdür. Basit düzlem, bir şeyin yönünü veya büyüklüğünü değiştirebilen mekanik bir cihazdır.Yüzey eğimli olduğundan eğik bir düzlemde çalışmak daha kolay hale gelir. Eğik düzlemdeki sürtünme kuvveti de normalden daha az olacaktır.

Çok ağır bir cismi eğik düzlem kullanarak hareket ettirmek için elbette ne kadar kuvvete ihtiyacımız olduğunu bilmemiz gerekir.

---

Eğik Düzlem Formülü

Eğik düzlem formülü kuvvet, nesne ağırlığı, eğik düzlemin yüksekliği ve uzunluğunun birleşiminden oluşur. Aşağıdaki şemaya dikkat edin:

Matematiksel olarak eğik düzlemin formülü şöyledir:

Bilgi :

• Fk: Güç kuvveti (N)
• s: Eğik düzlemin uzunluğu (m)
• W: Nesnenin ağırlığı (N)
• h: Eğik düzlemin yüksekliği (m)

Eğik Düzlemlerde Mekanik Avantaj

Eğimli düzlemler genellikle eşyaları yerden kamyonlara (kasalar gibi) taşımak için kullanılır. Kasanın yukarıya doğru hareket edebilmesi için F kuvveti ile itilmesi veya çekilmesi gerekir. Eğik düzlemin uzunluğu s ve kamyonun yerden yüksekliği h ise F kuvvetinin büyüklüğü nedir?

Eğik düzlemlere örnek olarak iplikler, merdivenler, keskiler, testereler, takozlar, bıçaklar verilebilir. Eğik düzlemin çalışma prensibi şu şekilde açıklanabilir: İçinde ekipman bulunan bir sandığın kütlesi 200 kg veya ağırlığı yaklaşık 2000 N'dur. Sandığın yerçekimi aşağıya doğru yönlendirilir. Bir kişinin yeteneği yalnızca 500 N'luk bir yükü dikey olarak yukarı kaldırabiliyorsa, sandığı kamyona kaldırmak için 4 kişiye ihtiyaç vardır. Sandığın tüm ağırlığı dört kişinin üzerine düştü. Her kişinin dikey olarak yukarıya doğru 500 N'luk bir kuvvet uygulaması gerekir.

Basit bir eğik düzlem kullanırsanız, sandığı kamyona kaldırma işi tek kişiyle daha kolay hale getirilebilir. Sandığın ağırlığı artık tamamen sandığı kaldıran kişinin üzerine düşmüyor, bir kısmı eğimli düzleme düşüyor.

Uzunluğu AB = 1 metre olan bir tahtanın A ucu kamyona, B ucu ise yere konuluyor. Kasanın ağırlığı W = 2000 N aşağıya doğru dikeydir. Bir kişinin sandığı itmek için uyguladığı kuvvet F'dir ve yönü yukarı doğru eğimli düzleme paraleldir. Eğik düzleme paralel olarak aşağıya doğru yönlendirilen H sandığının ağırlığının bir kısmına direnmek için F kuvvetine ihtiyaç vardır. Kasanın (W) ağırlığının diğer bir kısmı aşağı yönde dik eğimli bir düzlem (T) üzerine düşmektedir.

Sandığı itmek için eğik düzleme paralel yukarı doğru bir F kuvveti gerekiyorsa, F kuvvetinin karşısında aşağı doğru bir kuvvet olmalıdır. F kuvvetine karşı gelen kuvvet, büyüklüğü H olan W sandığının ağırlığının bir kısmından gelir. Sandık ağırlığının bir diğer kısmı yani T kuvveti, levhayı dik olarak aşağı doğru bastırır, böylece levha bükülebilir.

Daha fazla kuvvet elde etmek veya yeteneklerimizi çoğaltmak için yapılan basit düzlemler de dahil olmak üzere eğik düzlemler. 2000 N ağırlığındaki bir sandık dikey olarak yukarı doğru kaldırıldığında tek kişi tarafından kaldırılamaz, ancak eğik bir düzlem yardımıyla tek kişi tarafından itilebilir.

Eğik düzlem boyunca sandığı B ucundan A ucuna iten kişi, iş = F x l'ye eşit iş yapar. Sandık dikey olarak yukarıya doğru C noktasından A ucuna kaldırılırsa yapılan iş Wxh olur.

Bu denklem üçgenlerin benzerliğinden de elde edilebilir. Bir kenar uzunluğu w x H içeren bir dik üçgen, ABC dik üçgenine benzer. Yani tarafların karşılaştırılması:

H/w = h/l = H x l = hw.

H kuvvetinin büyüklüğü = sandığı iten kişinin kuvveti, bu durumda Fx l = w x h.

Mekanik avantaj, basit bir makinenin sonuçlarının kuvvet veya yer değiştirme mesafesine göre çarpımını ifade eden bir sayıdır. Eğik bir düzlem için mekanik kazanç = l/saattir.

Eğik düzlemin verimliliği: Verimlilik = gxy/Yxl x %100

Tahta düzgünse, Fxl tarafından yapılan girdi işi Hxl ile aynı ve eğik düzlem wxh tarafından yapılan çıktı işiyle aynıdır. Eğimli düzlem tahtalar her zaman mükemmel şekilde pürüzsüz değildir. Aslında, bir sandık eğimli bir düzlem boyunca hareket ettiğinde, sandık, tahtadan, sandığın hareket yönünün tersi yönde olan bir sürtünme kuvvetine maruz kalmaktadır.

Sürtünme kuvveti, tahtanın yüzeyine ve sandığın tabanına teğet olan düzleme etki eder. Bu nedenle sandığı F kadar yukarı itmek için uygulanan kuvvet, H kuvvetine ve G sürtünme kuvvetine karşı çıkmalıdır. Daha sonra uygulanan kuvvet F= H + G.

Eğim açısı ne kadar büyük olursa veya eğimli düzlem ne kadar düz olursa, karşı konulması gereken H kuvveti de o kadar büyük olur ve sandığı yukarı doğru itmek o kadar zor olur. Öte yandan, eğim açısı ne kadar küçük olursa veya eğimli levhanın üst ucundan h yüksekliği ne kadar kısa olursa, karşı konulması gereken H kuvveti o kadar küçük olur ve sandığı yukarı doğru itmek o kadar kolay olur.

Eğik Düzlem Hedefleri

Eğik düzlemin amaçları şunlardır:

• İşi azaltmak
• İşi kolaylaştırın
• Çalışmayı hızlandırın

Hayattaki Eğik Düzlem Örnekleri

Eğik düzlemleri aslında günlük hayatın her yerinde görmek mümkündür. Sıradan eşyaları yukarıdan aşağıya veya tam tersi şekilde hareket ettirmek için çeşitli çabalar sarfedilir ve bunu kolaylaştırmak için eğimli yüzeylerde yapılır.

Eğik bir düzlemin yardımıyla, bir nesneyi itmek için uygulanan kuvvet, nesnenin kat ettiği yol daha uzun olmasına rağmen, onu kaldırmak için uygulanan kuvvetten daha küçüktür. Eğik düzlem prensibi çivi, balta veya bıçak gibi çeşitli alet ve aletlerde de kullanılır. Aşağıda günlük yaşamdaki eğik düzlem örneklerinin bir listesi bulunmaktadır.

• Bir evdeki veya binadaki merdivenler katmanlardan veya sarmallardan yapılmıştır. Bu, stil ve çabayı azaltmak amacıyla yapılır.
• Dağlık bölgelerdeki yollar her zaman virajlıdır. Böylece araçların geçişini kolaylaştırmak amaçlanıyor.
• Eğimli bir ahşap tahta kullanarak tamburu kamyonun üzerine kaldırmak için kullanılır. Aynı zamanda eğik düzlem prensibini de kullanır.
• Bıçaklar eğik düzlem prensibini kullanan aletlerdir.
• Vida dişi, eğimli bir düzlem olarak kullanılan dairesel bir merdivene benzeyen bir şekle sahiptir. Bu, vidanın yapışmasını kolaylaştırmak amacıyla yapılır.
• Çiviler eğik düzlem prensibine sahip aletlerdir.
• Eksenler aynı zamanda eğik düzlem kullanan aletlerdir.
• Keski, eğik düzlemin başka bir örneğidir.
• Kriko da vidayla aynı prensibi kullandığı için eğik düzlem prensibine bir örnektir.
• Kater veya kesici, eğik düzlem prensibini kullanan basit bir makinenin bir örneğidir.

Eğik Düzlemlerin Avantajları ve Dezavantajları

Eğik düzlemin avantajı, malları daha küçük bir kuvvetle daha büyük bir yere taşıyabilmemizdir. Eğik düzlemin avantajı eğik düzlem tabanının uzunluğuna ve yüksekliğine bağlıdır. Düzlemin eğim açısı küçülmeye devam ediyor, uygulanması gereken kuvvet kuvveti artmaya veya küçülmeye devam ediyor. Eğik düzlemin çalışma prensibini, örneğin baltalar, bıçaklar, keskiler, tornavidalar, vidalar vb. gibi çeşitli aletlerde de bulabilirsiniz.

Vida temel olarak tüpün etrafına sarılan eğimli bir düzlemdir. Eğik bir düzlemde, yatay düzlemdeki düz kuvvetin yerini dikey bir "kaldırma" kuvveti alır. Bir vidayla yatay düzlemdeki döndürme kuvveti dikey "kaldırma" kuvvetine dönüştürülür.

Vida aslında sarmal şeklinde olacak şekilde bir tüpün etrafına sarılmış eğimli bir düzlemdir. 2 tepe noktası arasındaki mesafeye veya 2 vida dişi arasındaki mesafeye vida aralığı denir.

Vidanın mekanik avantajı: 2vir/d. Vidanın mekanik avantajı, vida aralığı d azaltılarak ve vida kolu tarzı r genişletilerek artırılabilir. Ancak vida aralığının azaltılması vidanın dönmesinin zorlaşmasına veya vidanın ağır dönmesine neden olur.

Vida prensibini kullanan aletler arasında vidalı krikolar, somunlar, cıvatalar, mengeneler ve diğerleri bulunur. Sürtünmeyi azaltmak için vidaya yağ sürülürse vidanın dönmesi kolay olacaktır.

Bir ağaç vidası döndürüldüğünde, vida dişi ahşaba doğru itilir. Tahtadan gelen bir tepki kuvveti vida dişini geri iter ve bu yöntemde vidayı döndürme kuvveti yatay düzlemde olmasına rağmen vida aşağı doğru hareket eder. Vidalar yüksek sürtünmeleriyle bilinir, bu yüzden bir şeyleri sabitlemek için kullanılırlar. Matkap aynı zamanda eğimli bir düzlemdir.

Diğer eğik düzlemlerden farklı olarak aletlerde hareket eden alettir. Ancak eğimli düzlemlerin de zayıf yönleri vardır; yani malları taşımak için gereken mesafe daha fazladır.

Eğik ve Kama Düzlemlerinin Karşılaştırılması

Bir kama aslında eğik bir düzlemle aynı prensibe sahiptir. Aradaki fark, eğimli bir düzlemde nesnenin eğimli düzleme kadar hareket etmesidir. Eğik düzlem sabittir, kamada ise eğik düzlem hareket eder. mal. Ayrıca kamanın çift eğimli bir düzlemi vardır.

Demirden yapılan kama, kütük, mercan yarmak, zemin gibi sert nesneleri kesmek için kullanılır. Bir kamanın şekli ne kadar ince olursa, ahşap veya sert nesnelerin yanı sıra kasaların küçük bir eğim açısına sahip alanlardan geçmesi o kadar kolay olur.

Eğik düzlemler genellikle kesme ekipmanlarında kullanılır ve genellikle 2 eğimli düzlemi bir kama şeklinde birleştirir. Kama ilkesini kullanan aletler baltalar, çiviler, keskiler, dikenler, portakal sıkacakları, sabanlar, iğneler ve bıçaklardır. Bir kamada ileri hareket, baltanın yüzüne dik bir yarma hareketine dönüşür. Fermuar, kapatılacak iki alt takozun ve açılacak bir üst takozun birleşimidir.

---

Eğik düzlem sorusu örneği

Soru 1

İşçi, 4 metre uzunluğundaki bir tahtayı kullanarak kutuyu 2 metre yüksekliğindeki tavana taşımak için 1.250 N'luk bir kuvvet uyguluyor. Kutunun ağırlığı ne kadar?

Tamamlama

Bilinen

s = 15m
F = 1.250 N
h = 2 m

Diye sordu

Nesne Ağırlığı???

Cevap

w/F = sn/saat
1250 N ile = 4m/2m
1250 N = 2 ile
w = 2. 1250 K
g = 2500 N

Yani nesnenin ağırlığı 2500 N'dur.

---

soru 2

3,6 m uzunluğunda bir tahta, yerden 80 cm yükseklikteki araba yatağına yaslanmaktadır. Tahta, 90 kg'lık bir sandığı yerden arabanın yatağına itmek için kullanılacak. Bu noktada yer çekiminden kaynaklanan ivme 10 m/s2 ise mekanik avantaj ve itme kuvveti nedir?

Çözüm:

Bilinen :

uzunluk = 3,6 m

y = 80 cm = 0,8 m

m = 90 kg

g = 10 m/s2

KM = sn/saat

KM = 3,6 m/0,8 m

KM = 4,5

Diye sordu

mekanik avantajlar???

Cevap

w/F = sn/saat

mg/F = sn/saat

90 kg.(10 m/s2)/F = 3,6 m/0,8 m

900 N/F = 4,5

F = 900 N/4,5

F = 200 N

Bu yüzden, mekanik avantaj ve itme kuvveti 200 N'dir

---

Soru 3

1 m yüksekliğinde ve 5 m uzunluğunda eğik bir düzlem üzerinde. Taşınacak nesnenin ağırlığı 1.880 N ise, nesneyi hareket ettirmek için gereken kuvveti hesaplayın!

Çözüm:

Bilinen

ağırlık = 1,880 N

s = 5 m

h = 1 m

Yanıtlandı

w/F = sn/saat

1.880 N/F = 5 m/1 m

1.880 N/F = 5

F = 1.880 N/5

F = 376 N

Bu yüzden, Nesneyi hareket ettirmek için gereken kuvvet 376 N'dur.

---

Soru 4

1800 N ağırlığındaki bir cisim 2,5 m yüksekliğe çıkarılacaktır. Beklenen mekanik avantaj 6 ise, nesnenin eğik düzlemde kat ettiği mesafe ve nesneyi itmek için gereken kuvvet nedir?

Çözüm:

Bilinen

ağırlık = 1.800 N
h = 2,5 m
KM = 6

Diye sordu

Güç Stili???

Cevap

KM = sn/saat
6 = sn/2,5 m
s = 6. 2,5m
s = 15m

KM = w/F
6 = 1.800 N/F
F = 1.800 N/6
F = 300 N

Bu yüzden, Gereken kuvvet 300 N'dir

Soru 5

Eğik düzlemin yüksekliği 2 m, uzunluğu ise 4 m'dir. Taşınacak nesnenin ağırlığı 1.660 N ise, nesneyi hareket ettirmek için gereken kuvveti hesaplayın!

Bilinen :

w = 1.660 N

s = 4 m

h = 2 m

Cevap :

w/F = sn/saat

1.660 N/F = 4 m/2 m

1. 660 N/F = 2

F = 1.660 N/2

F = 610 N

Soru 6

2,4 m uzunluğunda bir tahta yerden 60 cm yükseklikteki bir araba yatağına yaslanıyor. Tahta daha sonra kütlesi 80 kg olan bir sandığı yerden arabanın yatağına itmek için kullanılacak. Bu noktada yer çekimine bağlı ivme 10 m/s ise mekanik avantajı ve itme kuvvetini hesaplayınız.² ?

Bilinen :

uzunluk = 2,4 m

y = 60 cm = 0,6 m

m = 80 kg

g = 10 m/s²

Cevap :

KM = sn/saat

KM = 2,4 m/0,6 m

KM = 4

W/F = sn/saat

M. g/F = sn/saat

80 kg. (10 m/s² ) / F = 2,4 m/ 0,6 m

900 N/F = 4

F = 900 N / 4

F = 225 N

Bu Seputarjiwa.co.id'nin yorumu Eğik Düzlem: Tanımı, Formülü, Mekanik Avantajı ve Örnek Sorular ,Umarım içgörü ve bilginizi artırabilir. Ziyaretiniz için teşekkür ederiz ve diğer makaleleri okumayı unutmayın.