Makina Nedir?

Makina Enerjiyi işe veya başka cins enerjiye çeviren bir düzen. Bütün makinalar bir veya birden fazla mekanizmadan meydana gelir. Fizikte makina deyince, kaldıraç, eğik düzlem, vida, tekerlek, mil ve makara gibi basit makinalar hatırlanır. Bunlardaki genel prensipler bir araya getirilerek, kompleks enerji dönüşümleri yapan lokomotif, dikiş makinası, otomobil, uçak gibi gelişmiş makinalar ortaya çıkmıştır. Halk arasında “otomobil” manasında kullanılır.

Makinalar, insan kadar eski olup, insan uzuvları, makina gibi düşünülebilir. Bunlar makinalar için orijinal modellerdir ve karmaşık yapılı makinalar da bunların geliştirilmesiyle ortaya çıkmaktadır. Çok gelişmiş otomatik makinalar ve elektronik makinalar, kompüterler, görünüşte değil, fakat yaptıkları işlerde de insana çok benzerler.

İlk insanlar da medeni idi, çeşitli makinalardan faydalanmışlardı. adem aleyhisselam ve ona iman edenler şehirlerde yaşardı. Okuma, yazma bilirlerdi. Demircilik, iplik yapmak, kumaş dokumak, çiftçilik, ekmek yapmak gibi sanatları vardı. Altın üzerine para dahi basılmış, maden ocakları işletilip aletler yapılmıştı. Nuh aleyhisselamın gemisinin, ateş yanarak, kazanı kaynayarak buharla hareket ettiğini, Kur'an-ı kerim açıkça bildirmektedir. Şu halde Nuh aleyhisselam zamanında buharlı makina, dolayısıyla termodinamik biliniyordu. Bu ilmin detayı bugün ancak üniversitelerde okutulmaktadır.

En eski, en önemli ve en yaygın olarak kullanılan basit makinalardan biri kaldıraçtır. Eski Mısır'da inşaat ve ziraat işlerinde kaldıracın kullanıldığı bilinmektedir. Ortaçağ Avrupasında fen duraklamış, gerilemiş ve eski bilgiler unutulmuşken, İslam aleminde yapılan çalışmaların ve yeni buluşların öğrenilmesiyle rönesans başladı. Beşinci Abbasi Halifesi Harun Reşid (v. 809), Fransa Kralı Büyük Şarlman'la mektuplaşırdı, ona bir duvar saati hediye göndermişti. Avrupalılar, saatin kendi kendine işlediğini görünce, içinde şeytan var, diyecek kadar cahildiler. Osmanlılar zamanında yazılan bir kitapta, su kuvveti ile çalışan torna tezgahı resmi vardır. İşte Müslümanların bu çalışmaları, teknikte günümüze kadar gelen bütün gelişmelerin temelini teşkil etmiştir.

Makinaların geliştirilip mükemmelleştirilmesi, iki ayrı sahada daha kaydedilen gelişmelerle yakından ilgilidir. Bunlardan biri malzeme, diğeri de enerjidir. Malzeme sahasında demir, enerji sahasında ise kömür bir zamanlar başlıca kaynak iken, daha sonra çeşitli alaşımlar ve enerji kaynakları bulundu. Bu konularda bugün de büyük araştırmalar yapılmaktadır.

Bir makinanın verimi, çıkan enerjinin (alınan enerji) giren enerjiye (verilen enerji) oranıdır. Makina bünyesindeki yüzeyler arasında her zaman mevcut olan sürtünme kuvetleri sebebiyle, makinalardan elde edilen enerji daima, makinaya verilen enerjiden daha azdır.

Metal Nedir

Metal, Yüksek elektrik ve ısı iletkenliği, kendine özgü parlaklığı olan, şekillendirmeye yatkın, katyon oluşturma eğilimi yüksek, oksijenle birleşerek çoğunlukla bazik oksitler veren elementler metaller, kendi aralarında soy metaller altın, gümüş, platin gibi ve soy olmayan metaller demir, çinko, aliminyum gibi şeklinde sınıflandırılabilir. Yarı metaller, iyi metal özelliği göstermez. Bu elementler hem metal, hem de ametal özelliği gösterir. Silisyum, bor, antimun, arsenik gibi elementler yarı metaldir

Doğada ametaller daha çok bulunsa da periyodik tablodaki elementlerin çoğu metaldir Özellikleri metallerin büyük çoğunluğu normal koşullarda katı halde bulunur ancak cıva sıvıdır Bütün metaller parlaktır metalik parlaklık ışığı yansıtırlar Metaller sert ve yumuşak olabilir. Sert olan metal yumuşak olanı çizer Metaller, tel, levha ve toz haline gelebilir. Metaller esnektir; eğilip bükülebilir.

Elektrik ve ısıyı iletir Soy metaller (altın, platin gibi) dışında diğer metaller havada paslanır Metaller birbirleriyle bileşik yapmaz. Ancak birbiri içinde eritilerek karıştırılabilirler ve alaşım oluştururlar.

iki veya daha çok metal birbiriyle molekül oluşturmaz moleküllerin öz kütleleri büyük, erime noktaları yüksektir. Örneğin, demir 1535°C'de erir. Yoğunluğu 7,8 g/cm3'tür. Metaller, daima elektron vererek (+) yüklü iyon (katyon) olmak ister.Çünkü son yörüngelerinde 1,2,3 elektron barındırabilirler Metallerin çoğuna (Na, Mg, Fe, Zn gibi) asitler etki eder. Bunun sonucunda tuz oluşur ve hidrojen gazı açığa çıkar

Pek çok esnek cisimlere bir kuvvet uygulanip kesildiginde titresim hareketi yapar.Yani,bu cisimlerin sekilleri bir kez bozuldugu zaman , denge konumuna gelmeye çalisir.Hatta bir kati içindeki atomlar , komsu atomlara bir yayla bagliymis gibi bir denge konumuna göre titresir.

Dalga hareketi titresim(salinim) olayi ile yakindan ilgilidir.Ses dalgalari,deprem dalgalari,gerilmis yaydaki dalgalar ve su dalgalari gibi bütün dalgalar,titresim kaynaklari tarafindan olusturulur.Bir ses dalgasi , hava gibi bir ortam içinde ilerlerken ortamin molekülleri ileri-geri titresir.

Su dalgalarida bir havuzda yayilirken ,su molekülleri asagi yukari dogru titresir.Dalgalar bir ortamdan geçerken ortamin parçaciklari periyodik olarak hareketine devam eder.Böylece;parçaciklarin hareketi , salinan bir sarkacin yada yay bagli bir kütlenin hareketine çok benzer.

Dogada daha pek çok olaylar vardir ki bu olaylarin açiklanmasi, dalga ve titresim kavramlarinin öncelikle anlasilmasina baglidir.Örnegin; gökdelenler,köprüler gibi çok büyük yapilar , kati olmasina ragmen , onlarda titresir.Bu gerçek onlarin tasarimlarini ve insasini yapan mühendis ve mimarlar tarafindan göz önüne alinmalidir.

Radyo ve televizyonun nasil çalistigini anlamak için , elektro manyetik dalgalarin dogasi ve kaynagi ile onlarin boslukte nasil yayildigini ögrenmeliyiz.Son olarak bilimadamlarinin atomik yapilar hakkinda ögrendiklerinin çogu , bilgileri tasiyan dalgalardan elde edilir.Bu yüzden atom fiziginin teori ve kavramlarini anlamak için önce dalgalari ve titresimleri ögrenmeliyiz.

Çogumuz çocukken, bir çakil tasini havuza düsürdügümüzde , dalgalarin olustugunu görmüsüzdür.Çakil tasinin olusturdugu sarsinti küçük havuzun kenarinda son bulur.Eger,sarsintinin yakininda yüzen bir yapragin hareketini dikkatlice incelerseniz,onun ilk konumu etrafinda asagi-yukari hareket ettigini,fakat sarsinti kaynagindan asla uzaklasmadigini veya ona yaklasmadigini görürsünüz.Yani su dalgalari (ya da sarsinti) bir yerden baska bir yere hareket eder, fakat su onunla birlikte sürüklenmez.
Einstein ve Infeld’in bir kitabinda alinan asagidaki okuma parçasi dalga olayi ile ilgili ilginç fikirler verir:

“Washington’da baslayan küçük bir dedikodu çabucak New York’a ulasir.Gerçi bu iki sehir arasinda dedikodunun yayilmasinda tek bir kisinin rol almadigi görülür.Burada,farkli iki hareket vardir:Birisi Washington’dan New York’a giden söylenti,digeri bu söylentileri yayan kisilerdir.Bir ekin tarlasindan geçen rüzgar , tarlanin bir ucundan diger ucuna yayilan bir dalga olusturur.

Burada yine, küçük salinim yapan ayri bitkilerin hareketi ile dalganin hareketini ayirt etmeliyiz….Ortami olusturan parçaciklar yalniz küçük titresimler yaparken , bütün hareket ilerleyen bir dalgadir.Burada gerçekte yeni olan sey, maddesel olmayan bazi seylerin hareket ettigi yani madde içinde yayilanin enerji oldugudunu ilk kez düsünmemizdir.”

Dünyada pek çok dalga vardir.Bunlar, mekanik ve elektromanyetik dalgalar olmak üzere baslica iki tiptir.Mekanik dalgalara örnek verecek olursak; ses dalgalari, su dalgalari ve tanecik dalgalaridir.Bu dalgalarin her biri için bozulabilen bir fiziksel ortam olmalidir.Özellikle bu üç örnekte; hava molekülleri, su molekülleri ve tanecikler titresmelidir.Elektromanyetik dalgalar yayilmak için bir ortama gereksinim duymaz, elektromanyetik dalgalara örnekler görünür isik,radyo dalgalari, televizyon sinyalleri, ve x- isinlari sayilabilir.

Dalga kavrami oldukça soyuttur.Bir su yüzeyine bakarken,su dalgasi olarak adlandirip gördügümüz olay ,su yüzeyinin yeni bir düzene geçme halidir.Su olmasa dalgada olmayacaktir.Sarmal yay olmasa, üzerinde ilerleyen bir dalga da mevcut olmayacaktir.Ses dalgalari, hava molekülleri olmasa, hava içinde ilerleyemeyecekti.Mekanik dalgalari, bir ortam içinden geçerken olusturdugu sarsintinin yayilmasina karsilik geldigi seklinde yorumlariz.

Dalga Hareketi ; Madde moleküllerinin titresim hareketinden meydana gelmektedir.Basitçe bir örnek vermek gerekirse ; Yan yana dizilmis bir grup insan düsünelim.Grupta ki insanlari bir madde varsayarsak , gruptaki her bir insan ise bu maddenin moleküllerinden baska bir sey olmayacaktir. Belli bir siraya göre bu insanlarin yerlerinde sabit olarak hareket etmesi , bir dalga hareketi meydana getirecektir.
Bu olaya en güzel ve anlasilir örnek Meksika Dalgasi verilebilir.

Moleküllerin titresim yönü ile dalganin hareket dogrultusu ayni ise bu tür dalgalara Boyuna Dalgalar denir. Eger Moleküllerin titresim yönüyle dalganin hareket yönü birbirlerine dik iseler Bu tür dalgalarada Enine Dalgalar denir. Mesela Ses en iyi boyuna dalga örneklerindendir.Girtlagimizda ses telleri vasitasiyla titrestirilen havadaki gaz molekülleri de benzer sekilde isitilen bir mekanizmayla ses iletme vazifesini yerine getirir.

Bir çok dalga çesiti vardir.Bunlar Ses dalgalari (Boyuna Dalgalardir.), Su dalgalari (Enine Dalgalardir), Elektromanyetik dalgalar ( enine dalgalardir.örnegin X-isinlari,Gama isinlari,Kizilötesi isinlar,Mikrodalgalar,Radyo dalgalari…vs ), Deprem dalgalari (Hem enine Hemde boyuna dalgalardir)……vb.
Su dalgalarini gözümüzle görebiliriz,Fakat bir ses dalgasini ,bir deprem dalgasini veya bir elektromanyetik dalgayi gözle görmemiz mümkün degildir.Bu tür dalgalarin sadece etkisinden dolayi varligini hissederizwindow.google_render_ad();

Bir mıknatıs akım makarasının içine doğru hızla yaklaştırıldığında ya da makaradan uzaklaştırıldığında ampermetreden akım geçer. Üreteç olmadan elde edilen bu akıma indüksiyon akımı denir. İndüksiyon akımının meydana gelmesinin nedeni kapalı bir devre halinde bulunan iletkenden geçen, magnetik alan kuvvet çizgilerinin sayısının değişmesidir.

Kuvvet çizgileri hızlı değişirse indüksiyon akımı büyük, yavaş değişirse küçük olur. Yukarıdaki şekilde de mıknatıs, akım makarasına hızlı yaklaşırsa indüksiyon akımı büyük, yavaş yaklaşırsa akımın şiddeti küçük olur. Mıknatıs yaklaşırken ve uzaklaşırken oluşan akımın yönleri birbirlerine göre zıttır. Makaranın sarım sayısının artması indüksiyon akımının şiddetini artırır.

Elektromıknatıs

Bir demire tel sarılıp, telden bir akım geçirildiğinde demirin K ve L uçları arasında bir magnetik alan meydana gelir. Yani bir mıknatıs elde edilmiş olur. Buna elektromıknatıs denir.

Akımın şiddeti ve sarım sayısı ne kadar fazla ise mıknatısın magnetik kuvvet çizgileride o kadar şiddetli, yani mıknatıs güçlü olur.

Alternatif Akım

Çok sarımlı çerçeve şeklindeki bir iletken, mıknatısın uçları arasındaki düzgün magnetik alan içinde döndürülürse, çerçevenin oluşturduğu alandan geçen magnetik kuvvet çizgileri sürekli değiştiğinden çerçevenin tellerinde yönü ve şiddeti devamlı değişen bir elektrik akımı elde edilir. İndüksiyon yoluyla elde edilen bu akıma alternatif akım denir.

Transformatör

Alternatif gerilimleri aynı frekansta yükselten yada alçaltan ve bu işlemi az bir kayıpla gerçekleştiren sistemlerdir.

Transformatörde, demirden yapılmış levhalar bir araya getirilip, bunların üstlerine farklı sarımlı iki bobin sarılır. Primer sargı elektrik gücünü veren girişe, sekonder sargı da elektrik gücünün alındığı çıkışa bağlanır. Primer devreye uygulanan alternatif gerilim (V) sekonder devreden indüksiyon yoluyla yükselmiş ya da azalmış olarak alınır.

Sekonderin sarım sayısı, primerin sarım sayısından fazla ise transformatör yükselten, az ise alçaltan bir transformatördür. Transformatörler doğru akımda çalışmaz yalnızca alternatif akımla çalışır..

Verim % 100 ise, sekonderden alınan güç, primerden verilen güce eşittir.

Ayrıca gerilimler, sarım sayısıyla orantılı olduğundan, bu eşitlik,

Transformatörler gerilimi düşürmek amacıyla kapı zillerinde, teyp ve radyoların elektrik girişinde de kullanılır.

Alternatif akımın ampermetre ve voltmetre ile ölçülen değerlerine etkin değerler denir

Elektrik kuvveti, yüklü iki parçacığın birbirini ittiği (yükleri aynı işaretli ise) ya da bibrirlerini çektiği (yükleri zıt işaretli ise) kuvvettir.

Manyetik kuvvet, elektrik yüklü bir parçacığın manyetik alandan geçerken üzerine etki eden kuvvettir. Bir manyetik alan, bir sarmalın sarımlarında dolaşan elektron örneğinde olduğu gibi, elektrik yüklü parçacıklar hareket ettiğinde ortaya çıkar.

Elektrik kuvveti ve manyetik kuvvet birbirleri ile ilişkilidir. James Clerk Maxwell , 1873′de elektrik ve manyetik kuvvet alanlarının uyduğu eksiksiz denklemleri bulmayı başardı ve böylece günümüzde elektromanyetizma denilen kuramı elde etmiş oldu

Elektromanyetik kuvvetin temel parçacıklara etki ederken gösterdiği özellikler şu şekilde sıralanabilir.

* Kuvvet, elektrik yükü üzerine evrensel bir şekilde etkir.
* Kuvvet, çok büyük bir menzile sahiptir (manyetik alanın yıldızlarası etkisi vardır).
* Kuvvet oldukça zayıftır. Kuvvetin şiddeti, elektron yükünün karesinin 2hc(2 x Planck sabiti x ışık hızı)’na bölümüne eşittir. Bu oran yaklaşık 1/137,036 dır.
* Bu kuvvetin taşıyıcısı, durgun kütlesi sıfır, spini 1 olan ve foton denilen bir parçacıktır. Fotonun kendisinin elektrik yükü yoktur..

Tarihçe

Tarihte elektrik ve manyetizmanın ilk etkileri Çinliler ve Yunanlar tarafından incelenmiştir. Yunanlar bir parça kehribarın sürtüldüğünde bazı nesneleri çektiğini gözlemlemiştir. (Elektron kelimesi kehribarın yunanca karşılığından türemiştir).

Daha sonra Oersted, Coulomb, Ampere, Biot, Savart ve Gauss’un teorik ve deneysel çalışmalarıyla elektrik ve manyetizma ile ilgili gelişmeler sağlanmıştır.

Deneysel açıdan elektrik ve manyetizmaya en büyük katkının Michael Faraday tarafından yapıldığı söylenebilir. Bütün bu bilim adamlarınca biriktirilen bilgiler James Clerk Maxwell tarafından dört denklem altında toplanmıştır. Bu denklemler Maxwell denklemleri olarak bilinir ve kuantumfiziği öncesi bilinen bütün elektrik ve manyetik görüngüleri açıklamaktadır.