Skip to content Skip to navigation

Hidrolik Fren Sistemi Tasarlayalım

Namdar Gürsönmez
09/03/2020 - 19:36

Fren pedalına hafif bir dokunmayla, yüklü bir kamyonun nasıl durduğunu öğrenmek ister misiniz? Sürücü tarafından fren pedalına uygulanan kuvvet, fren hidroliği tarafından balatalara iletilir. Balatalar da tekerleklerle bağlantılı fren disklerini sıkıştırarak aracın yavaşlamasını ve durmasını sağlar.

Hidrolik fren sisteminin çalışma ilkesi, basıncın ve dolaysıyla kuvvetin bir sıvı yoluyla aktarılmasına dayanır. Sıvıların bu özelliğini Fransız bilim insanı Blaise Pascal bir yasayla belirtmiştir. Pascal yasasına göre, kapalı bir kaptaki sıvının herhangi bir noktasına uygulanan basınç, sıvı tarafından kabın iç yüzeyinin her noktasına aynı büyüklükte iletilir.

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler ile bir hidrolik fren düzeneği tasarlıyoruz.

 

Nelere İhtiyacımız Var?

  • 1 adet 9 x 36 cm boyutlarında duralit
  • 2 adet 1,5 x 1,5 x 4,5 cm boyutlarında tahta (tahtaların uç kısmına yakın bir noktada 3 mm çapında, matkap veya tornavida ile açılmış delik olmalı)
  • 1 adet 1,5 x 1,5 x 5,5 cm boyutlarında tahta (tahtanın uç kısmına yakın bir noktada 3 mm çapında, matkap veya tornavida ile açılmış delik olmalı)
  • 1 adet 1,5 x 1,5 x 7 cm boyutlarında tahta (tahtanın uç kısmına yakın bir noktada 3 mm çapında, matkap veya tornavida ile açılmış delik olmalı, diğer ucu ise 45° olacak biçimde testere ile kesilmiş olmalı)
  • 2 adet plastik enjektör (5 ml)
  • 1 adet mini DC motor
  • Şeffaf hortum (15 cm)
  • 3 adet 2,5 cm uzunluğunda vida
  • 2 adet 0,5 cm uzunluğunda vida
  • 1 adet 1,5 cm uzunluğunda vida
  • 4 adet plastik kablo bağı (plastik kelepçe)
  • 1 adet 4,5 cm çapında, 4 mm kalınlığında sert plastik (merkezinde 2 mm çapında matkap ile açılmış delik olmalı)
  • 1 adet 3,5 cm çapında plastik tekerlek
  • 1 adet mini anahtar
  • 1 adet ikili pil yatağı
  • 2 adet 1,5 V’luk kalem pil
  • İletken kablo
  • 1 adet 3 cm uzunluğunda metal mil
  • 3 adet etiket (ok işareti)
  • Makas
  • Testere
  • Tornavida
  • Cetvel
  • Kalem
  • Silikon tabancası
  • Silikon
  • Matkap
  • Gıda boyası

 

Uyarı:

Kesici ve delici aletler dikkatli kullanılmalıdır.

 

Ne Yapıyoruz?

. Cetvel ve kalem ile duralitin üzerinde tahtaları yerleştireceğimiz dört adet yer belirleyelim. Belirlediğimiz yerleri tornavidayı kullanarak delelim ve tahtaları görseldeki gibi 2,5 cm uzunluğunda vidaları ve 1,5 cm uzunluğundaki vidayı kullanarak duralite sabitleyelim.

 

. Disk görevini görecek sert plastiği DC motorun miline takalım. 3 cm uzunluğundaki metal mili ise plastik tekerleğe takalım.

 

. Plastik tekerlekteki metal mili 5,5 cm uzunluğundaki tahtada bulunan deliğe yerleştirelim. DC motoru, silikon ve plastik kablo bağını kullanarak 4,5 cm uzunluğundaki tahtanın üstüne sabitleyelim.

 

. Tornavida ve 0,5 cm uzunluğundaki vidaları kullanarak anahtarı duralite sabitleyelim. Aynı şekilde silikonu kullanarak ikili pil yatağını duralite sabitleyelim. Görseldeki gibi iletken kablolar ile DC motor, anahtar ve ikili pil yatağı arasındaki bağlantıları yapalım. Kırmızı iletken kabloyu motorun (+) kutbuna, siyah iletken kabloyu motorun (-) kutbuna bağlayalım.

 

. Bir miktar suyu gıda boyası ile renklendirelim ve enjektörlerden birini renklendirilmiş su ile dolduralım. Şeffaf hortumu görseldeki gibi enjektörlerin ucuna takalım.

 

. Enjektörleri silikon ve kablo bağları ile görseldeki gibi tahtalara sabitleyelim. Ok işaretli etiketleri duralite yapıştıralım ve pilleri pil yatağına yerleştirelim.

 

Düzeneğimiz artık hazır. Anahtarı kapalı konuma getirdikten sonra enjektörün pistonunu itelim ve neler olduğunu gözlemleyelim.

 

Ne Oldu?

Düzeneğimizdeki anahtarı kapalı konuma getirdiğimizde pilde depolanan kimyasal enerji elektik enerjisine dönüşür. İletken kablolar ile DC motora iletilen elektrik enerjisi, motor miline bağlı diskin hızla dönmesini sağlar. 

Enjektörün pistonuna uyguladığımız basınç, Pascal yasası doğrultusunda sıvının temas ettiği bütün noktalara aynen iletildiği için, ikinci enjektörün pistonunda bir kuvvet oluşturur. Böylece piston diski sıkıştırmaya ve yavaşlatmaya başlar. Bir süre sonra diske bağlı tekerleklerin hareketi tamamen durur.

 

 

Kaynak:
  • Komisyon, 7 Sınıf Fen ve Teknoloji Ders Kitabı, Millî Eğitim Bakanlığı Yayınevi, Ankara, 2002.

 

Yazar Hakkında:
Namdar Gürsönmez
Fen Bilimleri Öğretmeni
İzmir Çiğli-Karşıyaka Aydoğan Yağcı Bilim ve Sanat Merkezi

 

İlgili İçerikler

Fizik

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde basit bir kondansatör tasarlayıp birçok elektrik devresinde kullanılan bu elektronik devre elemanının çalışma prensibini öğreniyoruz.

Fizik

Yenilenebilir enerji kaynaklarının başında güneş enerjisi geliyor. Ancak güneş ışığından aldığı enerjiyi elektriğe dönüştüren geleneksel fotovoltaik gözeler sadece gündüzleri çalışıyor. Gündüzleri elde edilen enerjiyi geceleri kullanabilmek içinse başka enerji biçimlerine dönüştürüp depolamak gerekiyor.

Fizik

Yarasalar ilgi çekici bir özelliğe sahip: Ses dalgalarını kullanarak tamamen karanlık bir ortamda çevrelerindeki nesnelerin yerini belirleyebiliyorlar. Görme engelli bazı insanların da bu özelliğe sahip olduğu biliniyor.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler kullanarak elektrik enerjisi elde edip enerjiyi ışık, hareket ve ses enerjisine dönüştüren bir düzenek tasarlayacağız.

Fizik

Su, elektrik enerjisi kullanılmadan bulunduğu yerden daha yükseğe nasıl taşınabilir? Arşimet bu sorunu milattan önce üçüncü yüzyılda icat ettiği Arşimet vidası ile çözmüştü. Deneyler köşesinin bu etkinliğinde, Arşimet vidası tasarlayarak suyu yukarı taşımak amacıyla kullanılabilecek bir pompa yapıyoruz.

Fizik

Bilim Genç olarak ODTÜ Saçılmalı Demet Hattı ve İVME-R’de yürütülen çalışmalarla ilgili ODTÜ Fizik Bölümü Öğretim Üyesi ve İVME-R Müdürü Prof. Dr. Bilge Demirköz ile bir söyleşi gerçekleştirdik.

Fizik

Bundan yüzyıllar önce Dünya’nın kendi etrafında dönüp dönmediği, ayrıca Dünya’nın mı Güneş’in etrafında yoksa Güneş’in mi Dünya’nın etrafında dolandığı bilim insanları arasındaki en hararetli tartışma konularından biriydi. 

Fizik

Rice Üniversitesinde Prof. Dr. James M. Tour önderliğinde çalışmalar yapan bir grup araştırmacı, karbon içeren atıklardan grafen üretmeye imkân veren bir yöntem geliştirdi. Araştırma ile ilgili makale Nature’da yayımlandı.

Fizik

Gençleri bilim insanlarıyla bir masa etrafında buluşturan TÜBİTAK Bilim Genç Kafe 11 Şubat Uluslararası Bilimde Kadınlar ve Kız Çocukları Günü’nde Ankara, İstanbul ve Samsun’da düzenleniyor. Etkinliğin Ankara’daki konuğu 2019 yılı TÜBİTAK Teşvik Ödülü’nü kazanan Dr. Öğr. Üyesi Emine Ülkü Sarıtaş.

Fizik

Tasarla ve Yap köşesinin bu etkinliğinde maliyeti uygun malzemeler ile cisimlerin nasıl elektriklendiğini gösteren bir düzenek tasarlıyoruz.