mıknatısın manyetik alan etkisini kullanarak yaysız yatak tasarımı

YİBO Öğretmenleri (Fen ve Teknoloji-Fizik, Kimya,
Biyoloji- ve Matematik) Proje Danışmanlığı Eğitimi
Çalıştayı
2010-2
MIKNATISIN MANYETİK ALAN
ETKİSİNİ KULLANARAK YAYSIZ
YATAK TASARIMI
Hazırlayan
EMİN BAYRAM –ŞIRNAK CİZRE YİBO
HATİCE FIRAT-ORDU YOĞUNOLUK YİBO
PROJE DANIŞMANLARI
Prof.Dr. Bekir AKTAŞ
Prof.Dr. Yaşar YILMAZ
GEBZE
ŞUBAT- 2010
SUNUM AKIŞI
AMAÇ
GİRİŞ
MATERYAL ve YÖNTEM
SONUÇ
ÖNERİLER ve TARTIŞMA
KAYNAKLAR
TEŞEKKÜR
AMAÇ
1.
2.
3.
Mıknatısın manyetik alan etkisini kullanarak yatakta yaylara alternatif
oluşturan malzemelerin araştırılması,
Mıknatısların aynı kutuplarının birbirini zıt yönde uyguladıkları itme
kuvvetinden yararlanarak bu kuvvetin yayların esnekliğİ yerine
kullanılması
Günlük hayatımızda kullandığımız eşyalarımıza farklı bakış açıları
getirmek ve farklı tasarılar geliştirmek
4. Fen ve Teknoloji derslerinde öğrencilere manyetik kuvvetler ile ilgili
eğlenceli ve akılda kalıcı somut bir materyal olarak sunabilmek
5. Öğrencilerin olaylara farklı ve pratik çözümler getirmelerine yardımcı
olmak amaçlanmıştır.
GİRİŞ
Magnetit ya da mıknatıs taşlı adı verilen doğal mıknatıs bir demir oksit
(Fe3O4)bileşiğidir ve ilk olarak Manisa dolaylarında bulunduğu söylenir.
Mıknatıslar; demir, nikel ve kobalt gibi maddeleri çekme özelliği gösteren
cisimlerdir.
Mıknatıslar sabit mıknatıs elektromanyetik mıknatıs olmak üzere iki çeşittir.
Sabit mıknatıslar, mıknatıs taşı gibi doğada mıknatıslanmış halde bulunan
maddeler olabileceği gibi, NdFeB, Sm-Co, Sm-Fe mıknatıslar gibi yapay olarak
hazırlanmış alaşımlar da olabilir .
Elektrik motorları, hoparlörler gibi elektrik enerjisini hareket enerjisine veya
.
hareket enerjisini elektrik enerjisine çeviren aletlerde kullanılır
Elektromıknatıs en basit haliyle sarmal şekil verilmiş bir telin iki ucuna gerilim
uygulanarak elde edilir. Elektromıknatıslar, elektrik motorları,parçacık
hızlandırıcılar, röleler gibi cihazlarda, yüklü parçacıkları saptırmak veya elektrik
enerjisini hareket enerjisine çevirmek gibi birçok amaç için kullanırlar
Kullanım alanları











Kil temizleme ( Demirli minerallerin ayrımı. )
Manyezit zenginleştirme ( Serpatin ve demirli bileşiklerin ayrımı )
Artıklardan metal kazanımı
Bor zenginleştirme ( Demirli içerikler, kil, arsenik ve mika uzaklaştırılması )
Magnetik zenginleştirme
Atıklardan metal ayrımı
Ahşap, plastik, gıda v.b. sektörlerde istenmeyen metallerin ayrılmasında
Sıvılar içindeki demir bileşiklerinin ayrılmasında
Dökümden gelen metalin ayrımında
Seramik ve cam sektöründe hammadde ve ara ürünlerde demir ve bileşiklerinin
ayrılmasında
Yüksek alan şiddetli magnetik çubuklar, seramik, cam, gıda, plastik, madeni
yağ, boyalar, kuru ve sıvı ortamlarda demir ve diğer magnetik metallerin
tutulmasını sağlar

Mıknatısların çevrelerinde bir magnetik
alan vardır.

Bu magnetik alan çizgileri kuzey
kutbundan(N) başlar,güney kutbunda
sonlanır(S)

Bir çubuk mıknatıs ikiye bölündüğünde
oluşan her parçanın yine N ve S kutuplu
bir mıknatıs olduğu, bölme işlemine atom
boyutuna kadar devam edildiğinde yine
her parçanın iki kutuplu mıknatıs olduğu
görülür. O hâlde tek kutuplu mıknatıs
elde etmek mümkün değildir.





Wilhelm Weber , mıknatıslanmayı açıklamak üzere moleküler teoriyi ortaya atmıştır. Bu teoriye
göre magnetik maddelerin (demir gibi) molekülleri iki kutuplu küçük bir mıknatıs gibidir.
Mıknatıslanmamış magnetik maddede bu küçük mıknatıslar gelişi güzel dağıldıklarından
birbirlerinin magnetik alanlarını yok ederler. Dolayısıyla madde çevresinde magnetik alan
oluşmaz . Bu magnetik madde mıknatıslandığında moleküler mıknatıslar, zıt kutupları uç uca
gelecek şekilde sıralanarak madde çevresinde magnetik alanı olan bir mıknatıs hâline gelir
Oersted içinden akım geçen bir telin çevresinde magnetik alan oluştuğunu gözlemlemiş ve
magnetik alanla elektrik akımı arasında bir ilişkinin olduğunu belirtmiştir. Bu durumu göz önünde
bulunduran Amper, mıknatıslanmamış madde içinde dolanan akımlar olduğunu ve maddenin
magnetik özelliklerinin bu kapalı devre akımlarından oluştuğunu söylemiştir.
Maxwell elektrik ve manyetik alanların uzayda dalga formunda sabit ışık hızında ilerlediğini
bulmuştur
Amper, mıknatıslanmamış madde içinde dolanan akımlar olduğunu ve maddenin magnetik
özelliklerinin bu kapalı devre akımlarından oluştuğunu söylemiştir.
Gauss'un geliştirdiği, manyetik alanın yatay yoğunluğunu ölçmeye yarayan metod, 20. yüzyıl
ortalarına kadar kullanılmaya devam etti. Gauss ayrıca, Dünya'nin manyetik alanının iç (çekirdek)
ve dış (manyetosfer) kaynaklarını ayırmak için gereken matematiksel teoriyi de geliştirdi.
Carl Friedrich
Gauss
Andre M.
Ampere
James Clerk
Maxwell
H.C. Oersted
Wilhelm
Weber
MATERYALLERİMİZ







Projemizde materyal olarak;
mıknatıs
Iğne
köpük
havlu
tül
silikon
tahta çubuklar ve çeşitli ebatlarda karton kulllandık.
Bu projeyle mıknatısların aynı kutuplarının birbirlerine uygulamış oldukları
zıt yönlü kuvvetlerin etkisini, yataklardaki yay sistemi gibi kullanarak yatakların
esnemesini daha konforlu hale getirmeye çalıştık
.
YÖNTEM

Proje yapımına başlamadan
önce; yapılacak işlerin kağıt
üzerine taslağı çıkarıldı.

Bu taslakta mıknatısların hangi
sıklıkta ve konumda
yerleştirileceği hesaplandı ve bu
yerleşim için tablo
hazırlandı.Sonra bu tabloya uygun
ölçülerle köpükler kesilerek
mıknatısların yerleştirileceği
oyuklar açıldı.

Silikon yapıştırıcısı kullanılarak mıknatıslar
uygun bir şekilde yerleştirildi
Mıknatısların kendi aralarındaki etkileşimi gözönünde Bulundurularak
yerleştirme düzeninden daha fazla verim elde etmek için ; yapım
aşamasında çeşitli değişiklere gidildi . Değişikliklerin fotoğrafdaki gibi
olması kararlaştırıldı.

Mıknatısların yerleştirilme işlemi bittikten sonra
yatak prototipinin yerleştirileceği zemin
hazırlandı.Yatağın alt ve üst parçalarının yanlara
kaymayı önleyici destekler köşelere yerleştirildi.

Alt ve üst parçalar estetik açıdan güzel
görünmesi için tülle kaplandı

Oda görünümü kazandırmak için iki kenarına
kartondan duvarlar yapıldı.Duvarlara iki pencere
bir kapı ve bir tablo perdeler yapıldı.

Alt döşeme havlu kullanılarak döşendi.Estetik
açıdan süslemeler yapıldı . Projemiz istenilen
şekilde tamamlandı.
SONUÇ
Yapılan testlerde yatak prototipimiz istenilen sonucu vermiş olup
yayların meydana getirdiği esnemenin benzerini mıknatıs kutupları
ile gerçekleştirebileceğini göstermiştir.Yatak üzerine konulan
cisimler yatağı bir miktar esnetmiş , cisim kaldırılınca yatak eski
konumuna geri dönmüştür.
ÖNERİLER

Bu projede üst tarafta sabit zemin kullanılmıştır.
Bunun yerine sabit çerçeve esnek zemin kullanılabilirdi.

Köşelerdeki destekler köşenin tümünü saracak ve alt
parçaya yapışık şekilde yapılabilir.

Ayrıca mıknatısları sabit bir lastik tüpün içine
yerleştirseydik daha sağlam ve daha kararlı esneme
hareketi kazandırabilirdik. Bu durumda yatağın tümüne
değilde bölgesel yerlere esneklik kazandırabilirdi.

Kaynakça

1. Zengin Mehmet Prof. Dr, Lise 2 Fizik, Paşa Yayıncılık, Ankara, 1998
2. Beiser Arthur, Çağdaş Fiziğin Kavramları, Üniversite Kitabevi, Diyarbakır,1988-1989
3. www.ankara.edu.tr
4. www.hacettepe.edu.tr
5.www.wikipedia.com.org
6. www.google.com.tr





TEŞEKKÜR
Bu çalıştayı düzenleyen sayın Prof. Dr.Mehmet
AY’a; projenin hazırlanmasında emeği geçen
herkese, başta danışman hocalarımız sayın Prof. Dr.
Bekir AKTAŞ ve sayın Prof. Dr. Yaşar YILMAZ ‘ a
teşekkür ederiz.