Konunun en kritik bilgileri — hızlı tekrar için.
Sürtünme kuvveti enerjinin bir kısmının ısıya dönüşmesine neden olur. Bu durum yapılan işi artırır ve sistemin verimini düşürür.
Palangalarda kuvvetin uygulandığı ip yukarı yönlü çekiliyorsa bu ip de yükü taşıyan ipler arasına dahil edilir (F = G / (n+1) mantığı).
Palangalarda hareketli makara sayısı arttıkça kuvvet kazancı katlanarak artar. Bu sayede vinçler çok ağır tonajlı yükleri nispeten çok küçük motor kuvvetleriyle kaldırabilirler.
Sabit makaralarda yoldan kazanç veya kayıp yoktur. Bu nedenle yükü 4 metre yukarı çıkarmak için ipin de tam olarak 4 metre çekilmesi gerekir.
Maşa çift taraflı olup kuvvetin ortadan uygulandığı ve kuvvetten kayba neden olan bir kaldıraçtır.
Vida adımı küçüldükçe eğim azalır ve kuvvet kazancı artar, yani vida daha kolay döner.
Eğik düzlemde boy (L) her zaman yükseklikten (h) büyüktür. Boy / yükseklik oranı kuvvet kazancını verdiği için bu oran daima birden büyüktür.
İlk durumda 60 N yük 30 N kuvvetle dengelendiğine göre sistemde 2 kat kuvvet kazancı sağlayan tek bir hareketli makara vardır.
Destek yüke yaklaştırılırsa yük kolu kısalır, kuvvet kolunun yük koluna oranı büyüyeceği için kuvvet kazancı artar.
Sabit makaralarda kuvvet kazancı yoktur, uygulanan kuvvet her zaman yükün ağırlığına eşittir.
Kaydırak ve rampa doğrudan birer eğik düzlem örneğidir. Vida ise silindiring etrafına sarılmış sarmal bir eğik düzlem yapısına sahiptir.
Çıkrık kolunun uzatılması kuvvet kazancını artırdığı için kişinin kovayı çekmek için uygulaması gereken kuvvet azalır.
Palangalar kuvvet kazancı sağlayan sistemler olup yoldan kayba neden olurlar. Ancak diğer tüm basit makineler gibi palangalarda da hiçbir zaman işten kazanç sağlanamaz.
Eğik düzlemde kuvvet kazancı L/h = 5'tir. Yani kuvvet kazancı 5 kattır. Uygulanması gereken kuvvet F = G / 5 = 100 / 5 = 20 N olur.
Bu araçların tümü merkezleri çakışık, yarıçapları farklı ve birlikte dönen silindir/kol sistemlerinden (çıkrık) oluşur.
Eğik düzlemde dengeleyici kuvvet F = P·h / L formülüyle bulunur. Burada P yük, h yükseklik, L ise boydur.
Birbirine temas eden dişliler zıt yönlerde döner. Dolayısıyla küçük dişli saat yönünde dönüyorsa büyük olan saat yönünün tersine döner.
Eğik düzlemin boyunun artırılması eğim açısını azaltır ve kuvvet kazancını artırır.
Vida bir tur döndüğünde vida adımı kadar yol alır. Dolayısıyla vida adımı büyük olan vida, her turda daha fazla derinliğe ilerleyeceği için tahtaya saplanırken daha az tur atması gerekir.
Sürtünmesiz eğik düzlemde yapılan iş W = G·h formülüyle bulunur. Bu nedenle yapılan iş sadece yükün ağırlığına (G) ve çıkarıldığı yüksekliğe (h) bağlıdır.
Eğik düzlemde yapılan işlerin eşitliğinden (Kuvvet·Yol = Yük·Yükseklik) F·L = G·h bağıntısı elde edilir.
Cımbız, tenis raketi ve kürek kullanırken kuvvet ortadan uygulanır. Pense ise destek noktasının ortada olduğu bir kaldıraç örneğidir.
Sapın uzun, ağzın (yük kolu) kısa tutulması kuvvet kolunun yük koluna oranını çok büyütür.
Eğik düzlem zemininin yağlanması sürtünme kuvvetini azaltır. Sürtünmenin azalması ısıya dönüşen kayıp enerjiyi azaltarak sistemin verimini artırır.
Palangada kuvvet F = G / ip sayısı formülüyle bulunur. F = 90 / 3 = 30 N olarak hesaplanır.
Hareketli makaralarda kuvvetten 2 kat kazanç sağlanırken yoldan 2 kat kayıp olur. Sabit makara gibi kuvvetin yönünü değiştirmez.
Vida, bir silindir gövdesi üzerine sarılmış sarmal bir eğik düzlemdir. Vidanın üzerindeki yivler eğik düzlemin yolunu temsil eder.
Zincirle birbirine bağlı dişliler aynı yönde döner. Büyük dişli saat yönünde dönüyorsa küçük dişli de saat yönünde döner.
Çıkrıkta kuvvet kazancı kol yarıçapının silindir yarıçapına oranına (R / r) bağlıdır.
Sabit makara kuvvetten kazanç sağlamazken hareketli makara sağlar. Bu nedenle hareketli makaralı düzenekte yükü dengelemek için gereken kuvvet daha azdır.
Palangalarda kuvvet kazancı yükü taşıyan ip sayısına bağlıdır. İpin yukarı doğru çekilmesi yükü taşıyan ip sayısını bir artırır (n+1), aşağı doğru çekilmesi ise değiştirmez (n).
Pense, makas ve tahterevallide destek noktası ortadadır. Cımbızda ise destek noktası uçta, kuvvet ortadadır.
Basit makinelerin hiçbiri işten veya enerjiden kazanç sağlamaz, enerji tasarrufu yapmazlar.
Sarmal virajlı yollar birer eğik düzlem modelidir. Yolu uzatıp eğimi azaltarak araçların yokuşu tırmanırken ihtiyaç duyduğu kuvveti (motor gücünü) azaltırlar.
Kuvvetin ortada olduğu kaldıraçlarda (maşa, cımbız vb.) kuvvet kolu her zaman yük kolundan daha kısadır.
Palangalar dahil hiçbir basit makine enerji tasarrufu sağlamaz, enerjiden kazanç elde etmez.
Bisikletteki zincir düz bağlandığı için dişliler aynı yönde döner. Büyük dişli pedala bağlıdır ve yarıçapı daha büyüktür.
Diş sayısı dişlinin çevresini ve yarıçapını belirler. Farklı diş sayılarına sahip çarklar birbirine bağlandığında dönme süratleri (tur sayıları) birbirinden farklı olur.
Çıkrıkta çevirme kolu ve silindir eş eksenli (eş merkezli) olup birbirine bağlıdır. Bu nedenle çevirme kolu 1 tur döndüğünde içteki silindir de tam olarak 1 tur döner.
Silindir etrafına sarılmış eğik düzlem yapısı vidaya karşılık gelir. Dağcının dağın etrafında spiral çizerek yükselmesi vidanın yivleri üzerindeki harekete benzer.