Mühendislik Birimleri

Makina tasarımında kullanılan mukavemet ve doğru parça seçiminde birimlerin bilinmesi gerekir.

Mühendis ve tasarımcılar, genel olarak edindikleri tecrübe ile beraber, son dönemlerde kullanılan bilgisayar programları yardımıyla bu işi çözmektedirler fakat pratiklik açısından bu çok önemlidir.

Dünyada en çok kullanılan  SI birim sistemi (System International) dir.

 Bunlar;

1. Uzunluk birimi          = Metre (m)

2. Kütle birimi              =Kilogram (Kg)

3. Zaman birimi           =Saniye (sn)

4. Akım birimi              =Amper (A)

5. Sıcaklık birimi          = Kelvin (K)

6. Işık yoğunluğu         =birimi Kandil (cd)

7. Madde miktar birimi =Mole (mol)

KUVVET
Mühendislikte en önemli unsur KUVVET tir. Çünkü tüm makina tasarımlarında kuvvet aktarılırken değişkenlik gösterir, buna göre de birimler değişir.  Kuvvet değişimi Newtonun ikinci kanunu ile tanımlanmıştır.

Newton'un ikinci kanunu: Kütle  üzerine etki eden kuvvet, kütle ile o kütlenin sahip olduğu ivmenin çarpımına eşittir.

Formül:  F=mxa dır.

m= Kütle (Kg)

a= ivme (m/sn²)

F=Kuvvet (Kg-m/sn²)

Kuvvet birimi  (Kg-m/sn²) nin isim babası Newton olduğu için Newton (N) denilmiştir.

Bu sebepten kuvvet birimi F=Kuvvet (N) tanımlanmıştır.

Kuvvet birimi ile alakalı sık sık yapılan hata, 1 Kg'lık kütlenin meydana getirmiş olduğu  kuvvetin 1 N olduğunu düşünmektir. Bu hatayı engellemek için kuvvetin formülünü kullanalım.

Örnek-1 :  2 Kg kütle avcunuza ne kadar kuvvet uygular?

Çözüm:      Kütle : m=2 Kg.

İvme: a= 9.8 m/sn² (Yer yüzünde kütle, yer çekimi ivmesinin etkisindedir. Ayda yaşamış olsaydık, bu kütlenin oluşturduğu kuvvet daha farklı olurdu.)

F (N)= 2(Kg)x 9.8 (m/sn²)
       =19 .6 (Kg-m/sn²) = 19.6 (N)

İŞ
işin tanımı:  kuvvet x yol dur. Eğer bir cisme çok büyük kuvvet uyguladığınız halde yol kadetmediyseniz iş yapmamış oluyorsunuz.

İşin formülünü yasarsak:

W = F (N) x L (m)

    = FxL (N-m)

Bu formüle göre;

F = Kuvvet (N)

L = Yol (m)

W= İş(N-m).

Yapılan işin neticesinde genel olarak sürtünmeden dolayı bir ısı çıktığını bulan  İngiliz bilim adamı Joule ismini almaktadır.(N-m) yerine (Joule) denilmiştir.

İş birimi olarak W= İş(J)  tanımlanmaktadır.

GÜÇ
 Güç:  belirli birim zamanda üretilen iş anlamına gelmektedir.

Formülü:

GÜÇ= İŞ/ ZAMAN dır.

Belirlenmiş zamanda bekadar iş yapıyorsanız ortaya yüksek bir güç çıkarıyorsunuzudur.

P= W (J) / T (sn)

 = W/ T (J/sn) olur

Formüle göre:

W= İş(J)

T= Zaman(sn)

P= Güç(J/sn)

Buhar makinasını keşfeden James Watt adını almıştır. (J/sn) yerine (Watt) kullanılır.

Güç birimi P= Güç(W) kullanılmaktadır.

ENERJİ
Belirlenmiş zaman aralığında kullanılan güce enerji denilir. 

Formülü:

ENERJİ=GÜÇxZAMAN dır.

 Ne kadar uzun zamanda güç kullanılırsa enerjiniz bi hayli büyüktür.

Enerjinin tanımında, 1000 Watt yani 1 Kilowatt, Zaman birimi olarak 3600 sn yani 1 saat denk gelmektedir.  

E= Ῥ(Kw)x Ƭ (saat)

  = ῬxƬ (Kw-Saat)

Ῥ= Kilowatt biriminde güç (KW)

Ƭ= Saat biriminden zaman (Saat)

BASINÇ
Belirlili bir kuvvetin, homojen şekilde belirli bir alana olan etkisidir.

Formülü:

BASINÇ= KUVVET/ALAN.

BASINÇ=F(N) / A(m²)

           =F / A (N/m²)

Bu formüle göre:

F= Kuvvet (N)

A= Alan (m²)

p= Basınç (N / m² )

Yine birimin farklı bir ad almasının nedeni kaldırma kuvvetleri üzerinde ki  çalışması nedeniyle bilim adamı Pascal'ın adını almıştır N/m² yerine Pascal (Pa) olarak tanımlanmıştır.

Ülkemizde Kullanılan Temel Birimler ve Çevirileri;

1Kg_f= 9.81 N

1 kp= 1Kg_f (kp=kilopond)

1 kp=9.81 N

1 Joule = 1 N-m = 1W-Sn

1 Kw-Saat= 3.6*10⁶ Joule

1 Kcal=1.16X10^-3 Kw-saat = 3.97 BTU

1(bar)= 100(Kpa)= 1.019(Kg_f /cm²)= 0.986 Atmosfer basıncı (atm)=10.2 Metre su sütunu (mSS)

1 KW= 1.341 HP

1Kg_f = 2.2046 Lb_f

1Kg_f /cm²= 14.22 psi

1bar = 14.5 psi

1 bar = 10.2 metre su sütunu (mSS)

1 Metre= 3,28 feet

1 Dönüm= 1 Dekar= 1,000 m²

1 feet= 12 inch (parmak)= 12"

1 inch=25.4 mm

⁰C = 0.555*( ⁰F-32)

2ΠRadyan=360⁰= 400 Grad