با یاد ونام خدا
مطالبی پیرامون ماشین های ساده
==============
سطح شیبدار سطحی است که بازمین دارای زاویه است یعنی یک طرف از طرف دیگر بلند تر است و به عنوان وسیله‌ای برای جا به جا کردن بار از یک سمت به سمت دیگر به کار می‌رود.
سطح شیب دار استفاده گسترده‌ای در جابه‌جا کردن بار دارد. این استفاده شامل رمپ‌های بارگیری کامیونت‌ها، سکوهای هواپیما و قطار و سطوح شیب دار مورد استفاده برای پل‌های هوایی است.
از نظر فیزیکی، جا به جایی بار به بالا توسط سطح شیب دار به نیروی کمتری نسبت به کشیدن مستقیم به بالا نیاز دارد.
تفاوت سطح شیبدار با اهرمها ، چرخ ومحورها ، وقرقره ها دراین است که این ماشینها همگی هنگام حرکت نیروی محرک ونیروی مقاوم، ماشین نیز حرکت می کند اما سطح شیبدار حرکتی ندارد والبته بازوی محرک وبازوی مقاوم هم ندارد .
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 .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 .
به وسیله سطح شیب دار می توانیم یک جسم سنگین را با وارد کردن نیرویی کوچک تر از وزن آن, به داخل کامیون منتقل می کنیم.
در این صورت به کمک یک نیروی کم اما در مسافتی طولانی, جسمی را به سمت بالا حرکت می دهیم.
نکته: هر چه زاویه سطح شیب دار کوچک تر باشد نیروی کم تری برای بالابردن جسم لازم است در نتیجه طول سطح شیب دار نسبت به ارتفاع آن بیش تر خواهد شد.
----------------------
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 ....... 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. مانند:تبر، تیغه، چاقو و ... .
در گوه نیز افزایش نیرو و تغییر جهت نیرو وجود دارد مثلا هنگامی که می خواهیم تنه ی 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 مانند شکل زیر :
در گوه هرچه ارتفاع گوه از ضخامت ته گوه بیشتر باشد افزایش نیرو بیشتر است به تصاویر زیر توجه نمایید . در همه آنها ارتفاع گوه 10سانتی متر فرض شده است اما ضخامت آنها با هم فرق می کند به نظر شما کدامیک راحت تر می تواند در یک چوب فرو رود ؟
وقتی با پتک به گوه نیرو وارد می شود, گوه به جلو رانده می شود در نتیجه از طریق سطوح جانبی گوه, نیروی بزرگتری به هر طرف شکاف وارد می شود.
نکته: هر چه طول گوه نسبت به ضخامت گوه بیش تر باشد, یعنی گوه نازک تر باشد, مزیت مکانیکی کامل آن بیش تر است.
----------------------------
پیچ:
نوع دیگر ماشینهای ساده پیچ است. پیچ یک نوع سطح شیبدار مارپیچ است .
جاده های کوهستانی با این که خود سطحی شیبدار است اما بازهم بخاطر آنکه ماشین نیروی کمتری وارد کند، جاده را مارپیچ می سازند دراین صورت افزایش نیرو بیشتر می شود.
به هر بر آمدگی پیچ یک دنده می گویند. فاصله ی دو برآمدگی یا دو فرو رفتگی پیچ را پای پیچ می گویند.
نکته: از پیچ های استوانه ای برای اتصال قطعات فلزی و از پیچ های نوک تیز برای اتصال قطعات چوبی استفاده می شود.
از ترکیب پیچ و گوه, مته به وجود می آید.
-----------------------
قرقره :
قِرقِره چرخی است که در لبه‌های خود شیاری دارد برای نگهداشتن طناب یا کابل. قرقره از ماشینهای ساده است و معمولاً برای کاهش نیروی لازم برای کشیدن یا بلند کردن بارها طراحی می‌شوند.
1- قرقره ی ثابت:
یکی از انواع قرقره ی ساده، قرقره ی ثابت است.
در نظر بگیرید که قرقره از جایی آویزان است و در آن طناب به قرقره ای وصل شده است در این حالت طناب از روی قرقره می گذرد و از راه تغییر جهت نیرو به ما کمک می کند.
2- قرقره ی متحرک:
سیستم دیگری که به بالا بردن اجسام کمک می‌کند قرقره متحرک است. انتهای طنابی را به تکیه گاه ثابتی ببندید و انتهای دیگرش را که از شیار قرقره متصل به وزنه‌ای وصل شده، عبور داده و بالا بکشید.
درست است که به کمک قرقره‌ها جسم را با نیروی کمتری بالا می‌برید، اما باید طناب را بیشتر از حالتی که جسم را مستقیما بالا می‌برید، بکشید. هر بار که طناب را ۳ متر با دست بکشید، جسم فقط ۱٫۵ متر بالا می‌آید.
وزن جسمی که بالا کشیده می‌شود را نیروی مقاوم و فاصله‌ای که جسم بالا می‌رود را بازوی مقاوم می‌نامند. نیرویی که به کار می‌برید، نیروی محرک و مسافتی که این نیرو در آن اعمال می‌شود بازوی محرک نام دارد. بازوی محرک همواره برابر است با حاصلضرب بازوی مقاوم در تعداد طنابها.
نکته: قرقره ی متحرک مانند اهرم نوع دوم است.
3- قرقره ی مرکب :
------------------------------------
چرخ و محور :
چرخ و محور چرخی است که به یک محور متصل است به طوری که چرخیدن چرخ باعث چرخش محور و چرخیدن محور باعث چرخش چرخ شود . فرمان اتومبیل ؛ پیچ گوشتی ؛ چرخ عقب دوچرخه و ....... ازجمله ماشینهای چرخ و محور می‌باشند .
تفاوت چرخ و محور با قرقره در این است که در قرقره چرخ به دور محور می‌چرخد اما در چرخ و محور چرخ به محور متصل است وبا هم می‌چرخند مثلاً در پیچ گوشتی که دسته آن چرخ است و میله آن محور با چرخاندن دسته میله متصل به آن هم می‌چرخد و یا برعکس .
با توجه به مطالب بالا می‌توانیم مثال‌های دیگری نیز از چرخ و محور که با آنها سروکار داریم بیاوریم مانند : دستگیره ی در - دسته ی دوچرخه - دسته ی شیر آب - مدادتراش رومیزی - کلید قفل - کوک ساعت - و ........
منبع : www.efa.ir