X
تبلیغات
تحقیق - اهرم
 
تحقیق
 
 
تحقیق
 

اهرم

دید کلی

با نگاهی به محل زندگی و کار خود می‌توانید به راحتی انواع ماشینهای ساده را ببینید. کلید برق ، دستگیره در ، صفحه تلفن ، کارد ، پیچ گوشتی و حتی کلیدهای صفحه کلید کامپیوتر ، همگی وسایلی هستند که کار انجام شده روی خود را به کار مفید تبدیل می‌کنند. هر کس بدون اینکه اطلاعی داشته باشد، انواع متعددی از این ماشینهای ساده را در زندگی روزمره به کار می‌برد.

نوعی ماشین ساده است.نوع ساده اهرم آلاکلنگ است.اهرم های دیگر عبارتند از:قیچی ، فندق شکن ، انبر دستی ، فرغون و... .اهرم از سه بخش: نیرو ، جسم و تکیه گاه تشکیل شده است.

تمام ماشینهای ساده یاد شده اهرم هستند. اهرم از یک میله صلب و یک تکیه گاه تشکیل شده‌است. نیروی وارد به اهرم در یک نقطه باعث می شود که نیروی دیگری در نقطه دیگری روی اهرم به نیروی مقاوم (جسم) وارد شود. این جسم می‌تواند سنگی باشد که باید از زمین بلند شود. نیروی محرک هم نیرویی است که شخصی جهت بلند کردن سنگ یا جابجایی آن بر دسته اهرم وارد می‌نماید.

هیچ می‌دانید چرا ...

فندق شکن ، فندق را راحت می‌شکند.

پنس ، قطعات ریز را راحت بر می‌دارد.

چیزی را که چاقو به سختی می‌برد، قیچی راحت می‌برد.

آچار فرانسه خیلی راحت مهره را سفت می‌کند.

سیم چین خیلی راحت سیم را می‌برد یا لخت می‌کند.

 

مزیت مکانیکی

هدف از طراحی ماشینهای ساده این است که با اعمال یک نیروی محرک کوچک نیروی بزرگتری تولید شود. به عبارتی ماشین نیروی محرک کوچک را افزایش می‌دهد. مقدار افزایش نیرو یا نسبت نیروی مقاوم بر نیروی محرک را مزیت مکانیکی ماشین گویند. در دستگاه قرقره مزیت مکانیکی ماشین برابر است با تعداد طنابهایی که وزنه آویزان را نگه می‌دارد. مزیت مکانیکی اهرم را می‌توان با در نظر گرفتن گشتاور نیروهای وارد بر میله به دست آورد.

اگر گشتاور نیروی تولید شده توسط نیروی محرک حول تکیه گاه برابر Fere باشد که در آن re بازوی محرک فاصله نقطه اثر نیرو تا تکیه گاه است. به طور مشابه ، گشتاور نیروی تولید شده توسط وزن سنگ حول تکیه گاه برابر Fere است. که در آن re بازوی مقاوم است. اگر دستگاه در حال تعادل دورانی باشد، این دو گشتاور برابرند. یعنی Fere=Fere که با استفاده از آن مزیت مکانیکی اهرم به صورت زیر دریافت می‌شود.

MA=Fl/Fe=re/rl

انواع اهرمها

برای بیشتر اهرمها ، اصطکاک در محل تکیه گاه خیلی کوچک است و بنا براین بازده به صددرصد نزدیک است. در نتیجه نسبت بازوها خیلی نزدیک به نسبت نیروهاست و معمولا هیچگونه تصحیحی در محاسبه مزیت مکانیکی اهرم لازم نیست. سوال مهم دیگری مطرح است و آن اینکه آیا قضیه کار و انرژی در مورد اهرمها صادق است؟
اهرمها را بر حسب موقعیت نسبی تکیه گاه ، نیروی مقاوم و نیروی محرک دسته بندی می‌کنند.

اهرم نوع اول : تکیه گاه بین نیروی مقاوم و نیروی محرک قرار دارد. مانند انبردست ، آچار فرانسه ، قیچی و ... .

 

 

اهرم نوع دوم : نیروی مقاوم بین تکیه گاه و نیروی محرک قرار دارد. مانند فندق شکن)) و ... .

 

 

اهرم نوع سوم : نیروی محرک بین تکیه گاه و نیروی مقاوم قرار دارد. مانند قندگیر ، انبرک ، پنس و ... .

 

قرقره

قرقره یک ماشین ساده است، هر قرقره محوری دارد که حول آن می‌تواند آزادانه بچرخد، البته گاهی می‌توان دو یا چند قرقره ثابت و متحرک را باهم ترکیب کرد و یک قرقره مرکب بوجود آورد. قرقره‌ها را می‌توان نوعی اهرم به شمار آورد با این تفاوت که دامنه حرکت اهرم محدود است، اما دامنه حرکت قرقره محدود نیست. در یک قرقره که از مرکز به محلی توسط میله متصل است و طنابی از دور آن رد شده و به یکی از دو انتهای آن جسمی آویزان است. اگر انتهای آزاد طناب را بکشیم جسم در سمت دیگر بالا می‌آید در این حالت قرقره ثابت است و نقطه تکیه گاه مرکز قرقره است و نیرویی که به سمت آزاد طناب وارد شود به عنوان نیروی محرک و نیرویی که به جسم وارد می‌شود به عنوان نیروی مقاوم است.

قرقره متحرک:قرقره متحرک قرقره‌ای است که از مرکز آویزان نشده بلکه طنابی از قسمت پایین آن رد شده و یکی از دو انتهای طناب به سقف آویزان است و جسم از مرکز دیسک آویزان است. در این حالت محل اتصال طناب به کناره دیسک که در بالا به سقف وصل است به عنوان تکیه گاه است و نیرویی که به سر آزاد طناب وارد کنیم به عنوان نیروی محرک و نیرویی که بر جسم وارد می‌شود به عنوان نیروی مقاوم است.

چرخ و محور:چرخ و محور شامل چرخی است که به مرکز آن میله‌ای وصل شده است با چرخاندن چرخ میله نیز می‌چرخد. از نمونه‌های چرخ و محور می‌توان کلید ، فرمان اتومبیل ، آچار ، پیچ گوشتی ، چرخ چاه و چرخ مته دستی را نام برد. در چرخ و محور معمولا نیروی محرک را به چرخ و نیروی مقاوم را به محور وارد می‌کنند اما برعکس این حالت نیز امکان پذیر است. برای اینکه افزایش یا کاهش نیرو را در این دو حالت احساس کنید می‌تواند به کمک یک سینی گود یا چرخ سه چرخه به عنوان چرخ و یک میله چوبی یا فنری به عنوان محور استفاده کنید. حال با یک دست چرخ را در دست بگیرید و بچرخانید و با دست دیگر محور را گرفته و مانع حرکت آن شوید، در این حالت چرخ و محور می‌چرخند.

در چرخ و محور بین شعاع چرخ و شعاع محور و نیروهایی که به چرخ و محور وارد می‌شوند رابطه برقرار است:

نیرویی که به چرخ وارد می‌شود/نیرویی که بر محور وارد می‌شود = شعاع محور/شعاع چرخ

 

 

سطح شیبدار

سطح شیبدار هم نوعی ماشین ساده است و سبب می‌شود که بتوانیم به کمک یک نیروی کم اما در مسافتی طولانی جسمی را به سمت بالا حرکت دهیم، در حالیکه ممکن است جابجا کردن این جسم بطور مستقیم از سطح زمین بر روی سطح بالایی در حد نیروی ما نباشد.

گوه و پیچ

گوه و پیچ نیز ماشینهای ساده هستند و می‌توان آنها را نوعی سطح شیبدار به حساب آورد. چاقوی معمولی یک گوه است، تیغه‌های قیچی نیز گوه هستند، گوه یک سطح شیبدار متحرک است. پیچ نیز سطح شیبداری است که به دور یک میله پیچیده شده، از ترکیب پیچ و قوه ، مته بوجود می‌آید.

 

 |+| نوشته شده در  یکشنبه هفدهم شهریور 1387ساعت 22:17  توسط رضا  | 
 
  بالا