انواع ماشین های ساده و متحرک

1. اهرم :

اهرم میله ای است که می تواند حول یک تکیه گاه دوران کند.

در هر اهرم یک تکیه گاه, یک بازوی محرک و یک بازوی مقاوم وجود دارد.

 بازوی محرک (L_E): در یک اهرم فاصله ی نقطه اثر نیروی محرک تا تکیه گاه را بازوی محرک می گویند.

بازوی مقاوم(L_R): در یک اهرم فاصله ی نقطه اثر نیروی مقاوم تا تکیه گاه را بازوی مقاوم می گویند.

تکیه گاه(F): نقطه ای است که اهرم حول آن دوران می کند.

اهرم بر اساس قرار گرفتن محل تکیه گاه, نیروی محرک و نیروی مقاوم به چند نوع تقسیم می شوند:

الف) اهرم نوع اول

در صورتیکه تکیه گاه بین نقطه اثر نیروی مقاوم و نیروی محرک باشد, اهرم از نوع اول است.

اهرم نوع اول به سه حالت دیده می شود:

a) حالت اول :

زمانیکه تکیه گاه درست در وسط نیروی محرک و نیروی مقاوم قرار گرفته باشد, در این صورت بازوی محرک و بازوی مقاوم با هم برابرند.

در این حالت, اهرم فقط از راه تغییر جهت نیرو به ما کمک می کند.

نکته: مزیت مکانیکی این اهرم همیشه یک است.

b) حالت دوم :

زمانیکه تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاوم ولی نزدیک به نیروی مقاوم باشد, در این حالت, اهرم از راه های زیر به ما کمک می کند.

1)تغییر جهت نیرو: زیرا تکیه گاه بین نیروی محرک و مقاوم قرار دارد.

2) افزایش نیرو: زیرا بازوی محرک بزرگتر از بازوی مقاوم است. (L_R>L_E)

نکته: مزیت مکانیکی این اهرم همواره از یک بیش تر است.

c) حالت سوم :

زمانیکه تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاوم بوده ولی نزدیک به نیروی محرک باشد, در این حالت اهرم از راه های زیر به ما کمک می کند.

1)تغییر جهت نیرو: زیرا تکیه گاه بین نیروی محرک و مقاوم قرار است.

2) افزایش مسافت اثر نیرو: زیرا بازوی مقاوم بزرگتر از بازوی محرک است. (L_R >L_E)

نکته: مزیت مکانیکی این اهرم همواره از یک کم تر است.

ب) اهرم نوع دوم

در این نوع اهرم نیروی مقاوم بین تکیه گاه و نیروی محرک قرار دارد.(مانند فندق شکن � فرغون) این نوع اهرم فقط از راه افزایش نیرو به ما کمک می کند. زیرا در این اهرم همواره بازوی محرک بزرگتر از بازوی مقاوم است.

مزیت مکانیکی این اهرم همیشه از یک بیشتر است.

نکته: در این نوع اهرم, هر چه نیروی مقاوم به تکیه گاه نزدیک تر باشد, مزیت مکانیکی بیش تر می شود

ج) اهرم نوع سوم

در این نوع اهرم نیروی محرک بین تکیه گاه و نیروی مقاوم قرار دارد. مانند (جاروی فراشی) این نوع اهرم, فقط از راه افزایش مسافت اثر نیرو به ما کمک می کند. زیرا بازوی مقاوم بزرگتر از بازوی محرک است.

مزیت مکانیکی این اهرم همیشه کمتر است.

قانون اهرم ها

چنانچه اهرم در حال تعادل باشد, فرمول زیر صادق است:

بازوی مقاوم�نیروی مقاوم=بازوی محرک�نیروی محرک

E.L_E=R.L_R

نکته: در صورتیکه از اصطکاک صرف نظر کنیم, مزیت مکانیکی اهرم را می توان از رابطه ی زیر نیز به دست آورد.

 قرقره چرخي است كه به دور يك محور مي چرخد وعموماً شياري دارد كه ريسمان در آن جاي مي گيرد

قرقره هارا معمولاً به دو دسته تقسيم مي كنند اما دز سه دسته هم مي توان تقسيم نمود .

1– قرقره ثابت  2 – قرقره متحرك  3 – قرقره مركب

قرقره ثابت قرقره اي است كه قلاب آن به جايي محكم بسته شده وبابالاوپايين رفتن طناب ونيروي محرك ومقاوم قرقره بالا وپايين نمي رود مانند قرقره بنايي قرقره پرچم ياقرقره پرده كركره كه با انتقال نيرو وتغيير جهت نيرو به ماكمك مي كند .

چون در قرقره ثابت بازوي محرك وبازوي مقاوم شعاع دايره مي باشدو در دايره شعاعها باهم برابرند پس بازوها باهم برابرند يعني قرقره ثابت افزايش نيرو ندارد ونيروي محرك ومقاوم باهم برابرند وچون هرچقدر كه طنابِ نيروي محرك رابكشيم طنابِ نيروي مقاوم هم همانقدر بالا مي رود پس افزايش مسافت هم ندارد .

2 – قرقره متحرك :

قرقره اي است كه لاب آن به نيروي مقاوم بسته است وباكشيدن طناب وحركت نيروي محرك نيروي مقاوم باقرقره بالا وپايين مي رود ولي برعكس قرقره ثابت تغيير جهت نيرو ندارد ولي چون اراين قرقره قطر دايره بازوي محرك وشعاع قرقره بازوي مقاوم مي باشد وچون قطر هميشه 2برابر شعاع مي باشد پس بازوي محرك 2برابربازوي مقاوم است پس باافزايش نيرو به ماكمك مي كند با اين تفاوت كه دراين قرقره هر چقدر كه جسم بالا برود طناب نيروي محرك 2برابر آن كشيده مي شود ونيروي ما نيز دوبرابرمي شود.

لازم به ذكر است كه مزيت مكانيكي قرقره ثابت هميشه برابربا(يك 1 ) است. ومزيت مكانيكي قرقره متحرك هميشه برابر با(2 ) است.والبته مزيت مكانيكي قرقره مركب بستگي به تعدادقرقره ها ونحوه بستن طنابهاداردكه در زير بيان مي شود

3- قرقره مركب :

قرقره اي است كه از تركيب دو يا چند قرقره ثابت ومتحرك ساخته شده است چون هرقرقره ثابت آن باعث تغيير جهت نيرو وهرقرقره متحرك آن باعث افزايش نيرو مي شود پس قرقره مركب با انتقال نيرو وتغيير جهت نيرو وافزايش نيرو به ما كمك مي كند .

از قرقره مركب در حركت آسانسورها جرثقيل ها ي مكانيكي و........ استفاده مي شود .

مزيت مكانيكي درقرقره هاي مركب بستگي به تعدادقرقره ها وچگونگي بستن طنابها دارد مثلادرقرقره شكل الف مزيت مكانيكي (4) است .يعني ماشين نيروي ما را 4 برابر مي كند يعني اگر مانيروي 2000نيوتني واردكنيم مي توانيم وزنه 8000نيوتني را اززمين بلند كنيم .ويا اگر وزنه ما 2000نيوتن باشد مي توان آن رابانيروي 500نيوتن از زمين بلندكرد.زيرا(2) قرقره متحرك دارد وهرقرقره متحرك نيروي مارا 2 برابر مي كند.

امادرقرقره مركب شكل (ب) همان دوقرقره متحرك بكار رفته است اما مزيت مكانيكي 5 است.

يعني نيروي مارا5برابرنموده است يعني بانيروي 400نيوتني مي توان وزنه 2000نيوتني را اززمين بلندكرد.

اگر بين قرقره هاي شكل الف و(ب) مطابق شكل خطي فرضي بكشيم خواهيم ديدكه تعدادطنابهاي شكل الف كه وزن نيروي مقاوم را تحمل مي نمايند4 طناب است پس مزيت مكانيكي 4 مي باشد اما درشكل (ب) تعدادطنابهايي كه وزن نيروي مقاوم را تحمل مي كنند 5 طناب است پس مزيت مكانيكي 5 است.

2. قرقره:

چرخی شیاردار است که حول یک محور می چرخد.

قرقره ثابت:

مزیت مکانیکی این قرقره همواره برابر یک است و از راه تغییر جهت نیرو به ما کمک می کند.

توجه: این قرقره نظیر اهرم نوع اول حالت اول است.

قرقره متحرک:

این قرقره آزادانه بر روی ریسمان (طناب) جا به جا می شود.

این قرقره از راه افزایش نیرو به ما کمک می کند.

مزیت مکانیکی کامل این قرقره برابر 2 است. زیرا بازوی محرک (قطر چرخ) همواره دو برابر بازوی مقاوم (شعاع چرخ) است.

نکته: قرقره متحرک مانند اهرم نوع دوم است, با این تفاوت که مزیت مکانیکی اهرم (با تغییر دادن محل نیروی مقاوم) قابل تغییر است در حالیکه مزیت مکانیکی این قرقره تغییر نمی کند.(A=2)

دستگاه قرقره مرکب:

برای آنکه به مزیت های مکانیکی بالاتری دست یافت می توان دو یا چند قرقره ثابت و متحرک را با هم ترکیب کرد و یک قرقره مرکب به وجود آورد. در این حالت قرقره ها را به شکل های مختلفی با یکدیگ

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: