Ana Sayfa

EKONOMİ

Seyahat ve Yaşam

Sanat-Kültür-Tarih

SPOR

İşletmede Verimlilik

İşletmelerde İSG

TEKNİK BİLGİ ve ÇÖZÜMLER

Haberler & Duyurular

BLOG

Resim ve Karikatürler

Kayıt

İletişim
Hoşgeldiniz!
Proaktif Bakım Mühendisliği
Titreşim ve Ses Analizi ile Kestirimci Bakım
Titreşim ve Ses Analizinde Metotlar
Yurdışından Makine Taşımak
Hareketsiz Cisimler İş Yapar mı
Servis_1
Servis_2
Smart TV Hard Diskini Geri Kazanmak
Elektrik fişi bir yönde takılınca sigorta neden atar
Kaçak Akım Rölesi Nedir
K.A.K. Röle Kullanım Tarzı
Elektrik Sayaçları ve Tasarruf Cihazları
TEKNİK ve MATEMATİK TABLOLAR
Hareketsiz Cisimler İş Yapar mı



Hareketsiz Duran Cisimler İş Yaparlar mı?


Münih'te Alman Demiryolları elektrikli tren bakım onarım merkezinde (DB Lok-Ausbesserungswerk) 4 aydan uzun süre yaptığım Elektrik Mühendisliği stajım sırasında hemen her fırsatta tarihi, kültürel, turistik yerlerin yanı sıra Alman Teknik Müzesi başta olmak üzere mühendisliği ilgilendiren her yere gitmeye çalıştım.

Berlin'e düzenlenen 10 günlük kültürel gezinin bir gününü de yalnızca isteyenlerin dâhil olduğu "BEWAG Kömür Termik Santrali" gezi programına katılarak değerlendirmiştim. Buralardaki her şey gerçekten çok öğreticiydi. Ancak, kafamda soru ya da ilgi oluşturacak konu buralarda değil çok alakasız bir yerde karşıma çıktı.

Şehir dışında bulunan büyük ölçekli bir Kaufhof'a haftalık ihtiyaçları temin için gittiğim bir gün, sıklıkla gezdiğim hobi maket malzemeleri bölümünde asılı bir yazı dikkatimi çekti. Yazıda, o günün belirli saatlerinde bir maket helikopterin bahçede uçuş gösterilerinin yapılacağından bahsediliyordu.

Tümüyle bu mağazadaki malzemeler kullanılarak imal edilen bu helikopter gösterisini kaçırmayı bırakın orada bekleyip iki kez seyrettim. Kilolu bir Alman operatörün boynuna asılı ve göbeğinin üstünde duran kumanda paneliyle kontrol edilen bu helikopter etil alkolle çalışan bir motora ve yaklaşık 80-90cm uzunluğa sahipti. Gövdesi tamamen şeffaf olduğu için içyapısı ve çalışma şekli görülebiliyordu. Ancak fotoğraf veya film çekilmesi yasaktı.

Oradan ayrılırken hayalimde, çalışma hayatına atılıp para kazanınca böyle bir maket helikopter yapmak vardı artık. Öğrenciliğimde işin teorisini araştırırım diye düşündüm. Interneti, cep telefonunu falan bırakın, evlerde telefon bulunmasının dahi nadir olduğu dönemlerden bahsediyorum.

Ülkeye döndüğümde önce kendi Üniversitem YTÜ'de konuyla ilgili kaynak aradım, yalnız bir kitap bulabildim. Vakit bulunca İTU Taşkışla' ya gittim. Orada da konuyla ilgili ancak üç kitap vardı ve inanın hiç bir bilgi yoktu diyebilirim. Kitaplarda bu konunun 4-5 ülkenin ve hatta özel firmanın tekelinde olduğu ve dünyadaki hiç bir okulda ders konusu olabilecek bir kaynağın henüz bulunmadığından bahsediliyordu.

Uçakta kanadın sabit gövdenin hareketli,  helikopterde kanadın hareketli gövdenin sabit olduğu anlatılıp, temel aerodinamik prensiplerinin buna göre uygulanabileceği anlatılıyordu. "Nasıl Çalışır" Ansiklopedisini dahi özellikle bu konu için edinip oradan da konuyu okudum.

Temel olarak helikopterin dünya üzerinde uçabilmesi, motor verimlerinin yükselerek,  birim ağırlığı başına düşen beygir gücünün artmasından sonra olduğu anlaşılıyordu.
Yani maket helikopter için öncelikle küçük ama beygir gücü yüksek bir motor bulmalıydım.

Peki ama kaç beygirlik bir motora ihtiyacım vardı?  Ya da başka bir soru tarzıyla kaç beygirlik motorla kaç kiloyu uçurabilirdim? Veya 1kg'lık bir cismi kaç beygir gücüyle uçurmak mümkün olabilirdi?

Mühendislikte okuyorduk. Sonuçta bir fizik problemi. Çözerim diye düşünürken daha ilk soruda bir Paradoxla karşılaştım.

Amacım 1kg'lık bir cismi havada asılı tutabilecek gücü hesaplayarak yukarı doğru hareketin gerektirdiği gücü buna ilâve etmekti.

Ancak ne var ki iş formülüne göre hareket etmeyen bir cisim iş yapmamış oluyordu. Lise belki Ortaokuldan beri bize öğretilen iş formülü böyle söylüyor;

W = F x s 

  = (m x g) x h

Yani iş, bir cisme uygulanan kuvvetle kat edilen yolun çarpımına eşittir.

Buradan, havada asılı duran helikopter iş yapmıyor sonucu çıkıyordu.

Enerji formülünden yola çıkarsak bu kez yüksekliğine bağlı olarak bir potansiyel enerjiden bahsetmek söz konusudur ama bunun konuyla bir bağlantısı bulunmamaktadır. Helikopter hiç çalışmasa da yere yüksekliğinden kaynaklanan bir potansiyel enerjiye sahiptir ve bunu kazanması için zaten bu enerji harcanmıştır. Yerden 1cm yukarıda da olsa 10m yukarıda da havada hareketsiz duran helikopter bunu sağlamak için aynı enerjiyi yakacaktır. Kinetik bir enerjisi ise yine yok görünür, çünkü hızı sıfırdır. Burada aslında bir sorun yok. Çünkü bunlar sorunun cevabını veren durumlar değil.

Sonunda doğru hesaplama metodunu buldum ama bir yerde hareketsiz duran cisimlerin hareketsiz olmalarına rağmen iş yapıp yapmadıkları hep kafamı kurcalamaya başladı.

Bunu anlamanın en kolay yolu elinize bir ağırlık alıp onu havada uzun süre hareketsiz tutmaktır. 5kg'lık bir cismi elimize alıp kolumuzu vücudumuza göre 90 derece düz tutarak hiç hareketsiz beklersek kolumuzun yorulacağını hepimiz biliriz.
Peki, bu sizi tatmin etmedi mi? Kolunuz açılı duruyor falan mı diyorsunuz? O halde 50kg.lık bir ağırlığı omuzlarınıza alın ve hareketsiz bekleyin.

Onu da bırakın, ayakta hareketsiz uzun süre duracak olursanız neden yorulursunuz? Neden belli zaman sonra beliniz ve ayaklarınızda ağrılar hissedersiniz? Kollarınızla bir yere asılarak duracak olursanız bu hareketsiz duruma rağmen ne kadar çok enerji harcadığınızı buna alışık olmayan kollarınızda hissedersiniz.

Üzerine konan yüke göre mukavemeti düşük olan bir cisim ezilir ve/veya kırılır. Peki, bu mukavemet değeri cismi ancak taşıyabilecek kadarsa ne olur?

Uzun müddet bir şey olmaz. Ta ki cismin mukavemeti zamanla azalıp, tekrar cismi taşıyabilecek değerin altına düşene kadar.


Neden taşıyıcı cismin mukavemeti azaldı?


Üzerine böyle bir yük konmamış olsaydı, taşıyıcının mukavemeti bu kadar kısa zamanda azalıp yine kendiliğinden çöker miydi?

Bir nesnenin üzerine konan bir cisim alttaki nesnenin yorulmasına neden olmuştur yani bir iş yapmıştır diyebilir miyiz? Bence evet, diyebiliriz.

Sıklıkla karşılaştığımız bariz bir örnek verelim; Hazır kitaplıkları bilirsiniz, kendinizin montajını yaptığınız fabrikasyon kitaplıklar. Benim de kullandığım kitaplıklar bu türden, hem de ünlü bir firmanın ürünleri ama kitaplığın eğilen raflarına gözüm takıldığında aklıma bazen bu konu gelir. Gözümüzün fark edemeyeceği bir hızla rafların yavaş yavaş eğilmesinin nedeni üzerindeki kitapların ağırlığıdır ve raflar ters çevrilerek kitapların bu eğriliği düzeltmesi sağlanabilir.

Teknik işlerle uğraşan arkadaşlarımız iyi bilirler ki, bir silindir çevrilmeden milleri üzerinde çok uzun süreler bir yerde bekletilmez çünkü silindirin kendi ağırlığı anlık olarak bir sehime, zamanlaysa kalıcı bir eğilmeye neden olur. Gövdesini bir cisimle desteklerseniz bu kez bu cisim hassas silindir yüzeylerinde iz yapar.

Büyük motorların krank milleri uzun süre belirli bir konumda dönmeden bırakılırsa kalıcı eğilmeye neden olacağından, makine üreticisi tarafından krank milinin dışarıdan bir manivela ile çevrilebilmesi için olanak sağlanır.

Konuyu abartarak 10ton ağırlığında bir makinenin sivri konik ayaklar üzerine konduğunu düşünün. Yerdeki kırıma ve ezilme direnci makine ayaklarındaki basınca eşitleninceye kadar batma devam edecektir. Daha sonra bu yavaşlar ama durmaz. Bu nedenle ağır yükler geniş yüzeye yayılarak ezilmenin yıllara yayılması sağlanır. Bu yıllar mukavemet ve yük miktarına göre on binlerce, yüzbinlerce hatta milyonlarca yıla karşılık gelebilir ama asla sıfır olmaz. Yani cisimler duruyor da olsalar nano, piko bazlarda da olsa iş yapmaya devam ederler diye düşünüyorum.

Ağırlığa karşı malzemelerin dayanabilmeleri Mukavemet Dersinin konularından birini oluşturur. Üzerine yük gelen her malzeme ya da cismin içinde gerilimler oluşur. Çoğu statik hesaplama da bu konuyla ilgilidir.

  
 





 



 
Ana SayfaEKONOMİSeyahat ve YaşamSanat-Kültür-TarihSPORİşletmede Verimlilikİşletmelerde İSGTEKNİK BİLGİ ve ÇÖZÜMLERHaberler & DuyurularBLOGResim ve KarikatürlerKayıtİletişim