اهرمها وسطوح شیب دار

اهرمها

توضیح اولیه

اهرمها احتمالاً جزء اولین ابزارهایی هستند که در دوران ما قبل تاریخ توسط انسانها مورد استفاده قرار می گرفته اند. ارشمیدس ریاضی دان یونانی(287-212 قبل از میلاد) اولین کسی بود که در 240 سال قبل از میلاد مسیح، اهرمها را توصیف کرد.

اهرم ماشین ساده ای است که انجام کار را راحت تر می کند. در تمامی اهرمها یک بار یا وزنه را به کمک نیرو، حول یک تکیه گاه به حرکت در می آوریم. بسیاری از ابزارهای ابتدایی ای که ما استفاده می کنیم، از اهرم تشکیل شده اند: مثل قیچی (دو اهرم نوع اول)، انبردست (دو اهرم نوع اول)، میخ کش چکش (1 اهرم نوع دوم)، فندق شکن (2 اهرم نوع دوم) و انبر (2 اهرم نوع سوم) .  

در یک اهرم نوع اول، تکیه گاه بین وزنه و مکان اعمال نیرو قرار دارد. در یک اهرم نوع اول در حالتی که تکیه گاه به محل بار نزدیک تر است (مثل انبردست ها) بار از نیروی اعمالی ما بزرگتر است، اما در فاصله کوچکتری به حرکت در می آید.

 

مثالهایی از ابزارهای معمول که از اهرم نوع یک استفاده می کنند:

۱-الاکلنگ = یک اهرم نوع یک          ۲-قیچی =دواهرم نوع یک

           

در یک اهرم نوع دوم، بار یا وزنه در مکانی بین تکیه گاه و محل اعمال نیرو قرار دارد.

مثالهایی از ابزارهای معمول که از اهرم نوع دوم استفاده می کنند:

 ۱-فرقون =یک اهرم نوع دوم                فندق شکن =دواهرم نوع دوم

                

در یک اهرم نوع سوم، محل اعمال نیرو بین تکیه گاه و بار قرار دارد.

مثالهایی از ابزارهای معمول که از اهرم نوع سوم استفاده می کنند:

 ۱-چوب ماهیگیری =یک اهرم نوع سوم              ۲- انبر =دو اهرم نوع سوم

                  

 

گوه یا سطح شیب دار

گُوِه ابزاری مکانیکی است که برای ایجاد شکاف بین اجسام و تنظیم بهتر بکار می‌رود. شکل گوه سه‌گوش است و نوک تیز آن در فاصله بین دو جسم فرو می‌رود و نیرو به انتهای آن وارد می‌آید. سطح شیب دار متحرک است، که با افزایش و تغییر جهت نیرو به ما کمک می‌کند. سطح شیبدار سطحی است که بازمین دارای  زاویه باشد . مانند جاده های کوهستانی – پلکان ساختمان – نردبان

تفاوت سطح شیبدار با اهرمها ، چرخ ومحورها ، وقرقره ها دراین است که ماشینهای قبلی همگی هنگام غلبه نیروی محرک برمقاوم یعنی هنگام حرکت نیروی محرک ونیروی مقاوم ماشین نیز حرکت می کند اما سطح شیبدار حرکتی ندارد والبته بازوی محرک وبازوی مقاوم هم ندارد .

در سطح شیبدار چون نیروی محرک روبه جلو ونیروی مقاوم روبه بالا حرکت می کند پس سطح شیبدار تغییرجهت نیرو دارد وچون نیروی محرک کم درمسافت طولانی ونیروی مقاوم زیاد در مسافتی کم جابجا می شود پس افزایش نیرو دارد .

درسطح شیبدارطول سطح شیبدار همواره از ارتفاع آن بیشتر است پس هرچه طول نسبت به ارتفاع بزرگتر باشد افزایش نیرو بیشتر خواهد بود . ومزیت مکانیکی آن هم نیزبیشترخواهد بود.مثلا اگر نردبانی را به دیواربچسبانیم بالارفتن از آن کار دشواری است اما اگر پایه آن را از دیوار دورتر کنیم راحت تر بالا می رویم وچنانچه نردبان را بزرگتر وباز هم از دیوار دورتر کنیم بسیار راحت تر بالا خواهیم رفت .

 مزیت مکانیکی سطح شیبدار را می توان از رابطه زیر بدست آورد . 

               ارتفاع سطح شیبدار ÷ طول سطح شیبدار = مزیت مکانیکی سطح شیبدار   

گوه

اگر دو سطح شیبدار را به هم بچسبانیم وسیله ای به نام گوه ساخته می شود . گوه نیز مانند سطح شیبدار عمل می کند با این تفاوت که سطح شیبدار ثابت است ولی گوه حرکت می کند . مانند لبه تیز چاقو – تبر – تیغ اصلاح و .......

در گوه نیز افزایش نیرو و تغییر هت نیرو وجود دارد مثلا هنگامی که می خواهیم تنه یک درخت را قطع کنیم بادست نمی توانیم اما با تبر یا به عبارتی با گوه می توانیم به راحتی انجام دهیم .

در گوه ما نیرو را رو به پایین وارد می کنیم اما گوه نیرو را به طرفین وارد می کند