درباره اهرم نیرو

به من یک اهرم و یک نقطه‌ی اتکا بدهید تا زمین را جابه‌جا کنم. ارشمیدس

دبستان هوشمند مطهر

نیرو چیست؟ عامل کشش و رانش (هل دادن) اجسام را نیرو می گوییم.

ماشین چیست؟ به وسایلی مانند اهرم و سطح شیبدار که کار ما را آسان، می کند ماشین گفته می شود.

ساده: ماشینی است که ساختمان ساده ای دارد. شامل: اهرم، سطح شیبدار، گوه، پیچ، قرقره و چرخ و محور

پیچیده: ماشینی است که از به هم پیوستن چند ماشین ساده به وجود می آید. مانند: دوچرخه ، ماشین لباس شویی، چرخ گوشت، اتومبیل، تراکتور، لودر، هواپیما

روش های کمک کردن ماشین ها به ما:

افزایش نیرو: مانند دیلم

افزایش سرعت انجام کار: مانند جاروی فراشی (جاروی فراشی مدرسه)

تغییر جهت نیرو: مانند الاکلنگ

انتقال نیرو: تمام ماشین ها

اهرم چیست؟ میله ای محکم است که بخشی از آن را به نقطه ای تکیه داده ایم و با کمک آن می توانیم چیزهای سنگین را بلند کنیم.

هر اهرم سه بخش دارد:

1- جایی که به اهرم نیرو وارد می کنیم (نیروی محرک)

3- جایی که اهرم به جسم نیرو وارد می کند (نیروی مقاوم)

نکته: نیرویی که ما به درباره اهرم نیرو اهرم وارد می کنیم را نیروی محرک (نیروی کارگر)، نیرویی که وزن جسم به اهرم وارد می کند نیروی مقام نامیده می شود. به فاصله ی نیروی محرک تا تکیه گاه بازوی محرک و به فاصله ی نیروی مقاوم تا تکیه گاه بازوی مقاوم گفته می شود.

نکته: در بدن ما استخوان ها، میله ی اهرم و مفصل ها، تکیه گاه و ماهیچه ها، نیرو می باشند.

نوع اول: تکیه گاه بین نیروی محرک و جسم قرار دارد و سبب تغییر جهت نیرو می شود مانند: الاکلنگ، ترازوی دو کفه ای، دیلم، میخ کش، قیچی، انبردست، دم باریک، سیم چین و میخ کش.

نوع دوم: جسم بین نیرو و تکیه گاه قرار دارد و سبب افزایش نیرو می گردد، بدون آنکه جهت نیرو تغییر کند. مانند فرغون، چرخ دستی، قایق پارویی، فندق شکن، درباز کن نوشابه.

نوع سوم: نیروی محرک بین تکیه گاه و جسم قرار دارد و سبب افزایش سرعت کار می گردد مانند: جاروی فراشی، چوگان، گلف، انبر یخ، چکش، قاشق و چنگال.

نکته: در اهرم اگر فاصله ی جسم تا تکیه گاه بیشتر باشد کار سریع می شود، اگر فاصله ی نیروی محرک تا تکیه گاه بیشتر باشد، نیروی ما افزایش می یابد و اگر تکیه گاه بین نیروی محرک و جسم باشد تغییر جهت نیرو وجود خواهد داشت.

سطح شیبدار چیست؟ سطحی است که با خط افق زاویه می سازد و با کمک آن می توان نیروی خود را افزایش داد و جسم را راحت تر بالا برد. مانند پله های ساختمان، سطح شیبدار پارکینگ ها، پل های هوایی خیابان ها و سرسره و .

نکته: گوه و پیچ نوعی سطح شیبدار هستند. لبه ی تیز چاقو و تبر مثال هایی از گوه اند.

نکته: هر چه طول سطح شیبدار بیشتر باشد و زاویه ی پای شیب کم تر باشد، افزایش نیرو بیشتر خواهد شد و جسم راحت تر بالا می رود.

قرقره: ماشین درباره اهرم نیرو ساده ای است که به تغییر جهت نیرو کمک می کند و در ساختمان سازی به عنوان قرقره ی پرچم به کار می رود.

چرخ و محور چیست؟ یک چرخ متصل به یک محور است که با هم می چرخند. مانند پیچ گوشتی و دسته ی آن چرخ و میله ی آن محور است. دستگیره ی در، چرخ چاه و .

نکته: اره، تبر، چاقو، پیچ گوشتی و دستگیره ی در، ماشین ساده اند.

توجه: ماشین هایی که نیروی کار ما را افزایش می دهند، کار را آهسته می کنند ماشین هایی که کار را سریع می کنند نیروی ما را کاهش می دهند.

موتور الکتریکی: وسیله ای است که انرژی الکتریکی را به حرکتی تبدیل می کنند، مانند: آرمیچر، سشوار، دریل، پنکه، ماشین لباس شویی، جاروبرقی، آب میوه گیری، چرخ گوشت، موتور کولر و .

دلایلی که ما نمی توانیم برای انجام همه ی کارها از نیروی ماهیچه ای استفاده کنیم:

— گاهی نیروی لازم برای انجام دادن یک کار از نیروی ماهیچه های ما بسیار بیشتر است.

درباره اهرم نیرو

سطح شيبدار سطحي است كه با زمين داراي زاويه باشد . مانند جاده هاي كوهستاني – پلكان ساختمان – نردبان

تفاوت سطح شيبدار با اهرمها ، چرخ ومحورها ، وقرقره ها دراين است كه. .. .. . . .

سطح شيبدار سطحي است كه بازمين داراي زاويه باشد . مانند جاده هاي كوهستاني – پلكان ساختمان – نردبان

تفاوت سطح شيبدار با اهرمها ، چرخ ومحورها ، وقرقره ها دراين است كه ماشينهاي قبلي همگي هنگام غلبه نيروي محرك برمقاوم يعني هنگام حركت نيروي محرك ونيروي مقاوم ماشين نيز حركت مي كند اما سطح شيبدار حركتي ندارد والبته بازوي محرك وبازوي مقاوم هم ندارد .

در سطح شيبدار چون نيروي محرك روبه جلو ونيروي مقاوم روبه بالا حركت مي كند پس سطح شيبدار تغييرجهت نيرو دارد وچون نيروي محرك كم درمسافت طولاني ونيروي مقاوم زياد در مسافتي كم جابجا مي شود پس افزايش نيرو دارد .

درسطح شيبدارطول سطح شيبدار همواره از ارتفاع آن بيشتر است پس هرچه طول نسبت به ارتفاع بزرگتر باشد افزايش نيرو بيشتر خواهد بود . ومزيت مكانيكي آن هم نيزبيشترخواهد بود.مثلا اگر نردباني را به ديواربچسبانيم بالارفتن از آن كار دشواري است اما اگر پايه آن را از ديوار دورتر كنيم راحت تر بالا مي درباره اهرم نیرو رويم وچنانچه نردبان را بزرگتر وباز هم از ديوار دورتر كنيم بسيار راحت تر بالا خواهيم رفت .

مزيت مكانيكي سطح شيبدار را مي توان از رابطه زير بدست آورد .

ارتفاع سطح شيبدار ÷ طول سطح شيبدار = مزيت مكانيكي سطح شيبدار

گوه

اگر دو سطح شيبدار را به هم بچسبانيم وسيله اي به نام گوه ساخته مي شود . گوه نيز مانند سطح شيبدار عمل مي كند با اين تفاوت كه سطح شيبدار ثابت است ولي گوه حركت مي كند . مانند لبه تيز چاقو – تبر – تيغ اصلاح و .

در گوه نيز افزايش نيرو و تغيير هت نيرو وجود دارد مثلا هنگامي كه مي خواهيم تنه يك درخت را قطع كنيم بادست نمي توانيم اما با تبر يا به عبارتي با گوه مي توانيم به راحتي انجام دهيم .

در گوه ما نيرو را رو به پايين وارد مي كنيم اما گوه نيرو را به طرفين وارد مي كند مانند شكل زير :

در گوه هرچه ارتفاع گوه از ضخامت ته گوه بيشتر باشد افزايش نيرو بيشتر است به تصاوير زير توجه نماييد . در همه آنها ارتفاع گوه 10سانتي متر فرض شده است اما ضخامت آنها با هم فرق مي كند به نظر شما كداميك راحت تر مي تواند در يك چوب فرو رود ؟

يقينا گوه شماره 2 زيرا ضخامت آن از بقيه كمتر است ولي ارتفاع آن با بقيه برابر است پس اگر گوه شماره 1 را از طرفين بسائيم تابه شكل گوه شماره 2 درآيد تيزتر وبرنده تر مي شود . از همين روش در تيزكردن چاقوها ولبه هاي تيز تبر وغيره استفاده مي شود .

مزيت مكانيكي گوه از رابطه مقابل بدست مي آيد : ضخامت گوه ÷ ارتفاع گوه = مزيت مكانيكي گوه

نوع ديگر ماشينهاي ساده پيچ است

پيچ يك نوع سطح شيبدار مارپيچ است . در سطح شيدار گفتيم هر چه طول نسبت به ارتفاع بيشتر باشد مزيت مكانيكي بيشتر است پس افزايش نيرو بيشتر مي شود يعني ما نيروي كمتري وارد مي كنيم .

حال تصور كنيد در ساختماني 5 طبقه بخواهند پلكان بسازند اما جاي كافي براي ساخت پلكان به صورت مستقيم وجود ندارد واگر بخواهند آنرا مستقيم بسازند شيب پلكان بسيار زياد شده وبالارفتن از آن سخت مي شود پس مجبوريم تا ابتداي پلكان را در فاصله دورتري از ساختمان قراردهيم مانند نردباني كه از ديوار دورتر مي گذاريم ولي اين كار نيز مقدور نمي باشد زيرا فضاي زيادي از خيابان گرفته مي شود .

به همين دليل پلكان را به صورت مارپيچ مي سازند يعني مسافتي بيشتر بكار مي بريم اما ارتفاع ساختمان تغييري نكرده يا جاده هاي كوهستاني با اين كه خود سطحي شيبدار است اما بازهم بخاطر آنكه ماشين نيروي كمتري وارد كندجاده را مارپيچ مي سازند دراين صورت افزايش نيرو بيشتر مي شود يا حتي پيچهاي دروپنجره نيز هرچه فاصله بين دنده ها ي پيچ نزديك تر باشد يعني طول سطح شيبدار بيشتر است پس راحت تر پيچيده مي شود .

قرقره

یکی دیگر ازماشین های ساده است .این ماشین چون دقیقا همانند اهرم عمل می کند جزو خانواده ی اهرم ها به حساب می آید .

قرقره چرخی است که حول یک محور می چرخد وعموما شیاری دارد که ریسمانی درآن جای می گیرد . قرقره ها را به دودسته ۱ - قرقره ثابت ۲ - قرقره متحرک دسته بندی می کنند .

زمانی که چرخ شیاردار قرقره به یک سطح ثابت متصل باشد، به آن قرقره ثابت می گوییم. یک قرقره ثابت

با تغییر دادن جهت نیرو به ما کمک می کند. به عنوان مثال، برای بلند کردن یک وزنه به کمک یک قرقره ثابت، نیروی محرک در جهت پایین اعمال می شود ولی وزنه به سمت بالا حرکت می کند. ولی باید توجه داشت که یک قرقره ثابت هیچ مزیت مکانیکی ای ندارد و مقدار نیروی محرک هیچ تفاوتی نخواهد کرد و قرقره تنها جهت نیرو را تغییر می دهد.

گروه دیگر قرقره ها، قرقره های متحرک اند. در این نوع قرقره ها، طناب به یک سطح ثابت متصل می شود و خود قرقره بر روی طناب حرکت می کند. نیروی مقاوم بر روی چرخ قرقره وارد می شود و نیروی محرک به سمت محل اتصال طناب و سطح ثابت است. یک قرقره متحرک، نیروی محرک لازم برای غلبه بر نیروی مقاوم را کاهش می دهد.

این دو نوع قرقره ها می توانند با یکدیگر ترکیب شوند و یک دستگاه قرقره مرکب را بسازند. این دستگاه حداقل از 2 قرقره تشکیل شده است. بنابراین قرقره های مرکب بسیار متنوع و گوناگون خواهند بود. با پیچیده شدن قرقره مرکب، نیروی محرک لازم برای غلبه بر نیروی مقاوم کاهش می یابد. به عنوان مثال یک قرقره ی مرکب که یک قرقره ثابت و یک قرقره متحرک دارد، هم نیروی محرک را نصف خواهد کرد هم جهت آن را تغییر می دهد.

قرقره مرکب

برای آنکه هم جهت نیرو راتغییر دهیم وهم مقدار نیرو را افزایش دهیم معمولا ازترکیب قرقره های ثابت ومتحرک به طور همزمان استفاده می کنیم و به این ترتیب قرقره ی مرکب را می سازیم .

درقرقره مرکب ، هر قرقره ی ثابت جت نیرو راتغییر می دهد و هر قرقره متحرک مقدار نیرو را افزایش می دهد . مثلا در شکل زیر که ازترکیب دو قرقره ثابت با دو قرقره متحرک درست شده است مسافتی که نیروی محرک طی می کند چهار برابر مسافتی است که نیروی مقاوم درباره اهرم نیرو طی می کند یعنی درواقع نیروی ما چهار برابر می شود .

دستگاه قرقره مرکب

سطح شیبدار

سطح شیبدار هم نوعی ماشین ساده است وسبب می شود که بتوانیم به کمک یک نیروی کم اما درمسافتی طولانی ، جسمی را به سمت بالا حرکت دهیم . درحالی که ممکن است جابه جا کردن این جسم بانیروی ماهیچه وبدون استفاده از سطح شیبدار در توان ما نباشد.

سطح شیبدار تنها ماشینی است که هنگام انجام کار حرکت نمی کند . دراین ماشین ساده ، نیرو ها حرکت می کنند ولی ماشین ثابت است وباافزایش نیرو و تغییر جهت نیرو به ما کمک می کند .

درسطح شیبدار ، هرچه طول سطح شیبدار ( X ) نسبت به ارتفاع سطح شیبدار ( H ) ، بیش تر باشد اافزیش مقدار نیرو بیش تر شده و نیروی محرک کم تری لازم است. پس هرچه طول سطح شیبدار بیش تر ، زاویه شیب ( زاویه ای که سطح شیبدار با سطح افق می سازد ) کم تر باشد افزایش مقدار نیرو بیش تر ونیروی کم تری لازم است .

درجاده های کوهستانی ، پیچ ، محل عبور معلولان ، بیل ، راه پله ساختمان ( پلکان ) ، سرسره ، پل درباره اهرم نیرو های هوایی خیابان ها واغلب نربان ها از سطح شیبدار استفاده می کنند .

ماشین های مرکب و پیچیده

هر وقت دو یا چند ماشین ساده با هم ترکیب شوند ویک ماین جدیدی رابه وجود آورند به آن ماشین مرکب می گویند . مانند مته که از ترکیب پیچ و گوه ساخته می شود .

ماشین های مرکبی که اجزای بسیار زیادی دارند ماشین های پیچیده نامیده می شوند . مانند دوچرخه ، اتومبیل ، تراکتور ، هواپیما و . . .

آزمایشگاه مرکزی دبیرستانهای میبد

مطالبی در ارتباط با فیزیک - شیمی - زیست و آزمایشگاه

آشنایی با اهرمها، سطح شیبدار و قرقره

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.

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

در این نوع اهرم تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاوم قرار دارد و بنا به اینکه تکیه گاه نزدیک به کدام نیرو باشد سه حالت پیش می آید.

حالت اول اهرم نوع اول :

در این حالت تکیه گاه در وسط نیروی محرک و نیروی مقاوم قرار دارد .

بنابراین بازوی محرک ( L_E ) با بازوی مقاوم ( L_R ) برابر است و طبق فرمول مزیت مکانیکی ، مزیت مکانیکی یا ( A ) برابر با ۱ خواهد بود .

روش های کمک ماشین : انتقال نیرو – تغییر جهت نیرو

کاربرد: الاکلنگ

درباره اهرم نیرو حالت دوم اهرم نوع اول :

در این حالت تکیه گاه به نیروی مقاوم نزدیک تر است .

بنابراین بازوی محرک ( L_E ) از بازوی مقاوم ( L_R ) بزرگتر است و طبق فرمول مزیت مکانیکی ، مزیت مکانیکی ( A ) بیشتر از 1 می شود.

روش های کمک ماشین : انتقال نیرو - تغییر جهت نیرو -افزایش نیرو

کاربرد: دیلم (برای بلند کردن اجسام سنگین)

حالت سوم اهرم نوع اول :

در این حالت تکیه گاه به نیروی محرک نزدیک تر است .

بنابراین بازوی مقاوم ( L_R ) از بازوی محرک ( L_E ) بزرگتر است و طبق فرمول مزیت مکانیکی ، مزیت مکانیکی ( A ) کمتر از 1 می شود.

روش های کمک ماشین : انتقال نیرو – تغییر جهت نیرو –افزایش سرعت و مسافت نیرو

کاربرد: جاروی فراشی (که ما با جا به جا کردن قسمت بالای جارو جا به جایی بیشتری در پایین خواهیم بود.)

نکته : در صورتی جاروی فراشی حالت سوم اهرم نوع اول است که دستی که در پایین قرار گرفته تکیه گاه باشد و دستی که در بالای جارو قرار گرفته درباره اهرم نیرو به جارو نیرو وارد کند.(نیروی محرک )

اهرم نوع دوم

در این نوع اهرم نیروی مقاوم بین تکیه گاه و نیروی محرک قرار دارد.

بنابراین بازوی محرک ( L_E ) از بازوی مقاوم ( L_R ) بزرگتر است و طبق فرمول مزیت مکانیکی ، مزیت مکانیکی ( A ) بیشتر از 1 می شود.

روش های کمک ماشین : انتقال نیرو – افزایش نیرو

کاربرد: فرغون و فندق شکن

در این نوع اهرم نیروی محرک بین تکیه گاه و نیروی مقاوم قرار دارد.

بنابراین بازوی مقاوم ( L_R ) از بازوی محرک ( L_E ) بزرگتر است و طبق فرمول مزیت مکانیکی ، مزیت مکانیکی ( A ) کمتر از 1 می شود.

روش های کمک ماشین : انتقال نیرو – افزایش سرعت و مسافت نیرو

کاربرد: چنگک ، موچین و پنس(برای برداشتن یخ و زغال و . )

نکته: در صورتی که در جاروی فراشی دستی که در بالا قرار گرفته تکیه گاه باشد و دستی که در پایین قرار گرفته نیروی محرک را وارد کند در این صورت جاروی فراشی مثالی برای اهرم نوع سوم است.

ا هرم یك میله است كه حول یك نقطه معین گردش می‌كند. این نقطه تكیه‌گاه نامیده می‌شود. اهرم وزنه‌ای را كه بار نامیده می‌شود، با استفاده از نیرویی به نام "نیروی محرک" ، به حركت درمی‌آورد. سه نوع اهرم اصلی وجود دارد- و بدن مثال‌هایی از هر سه نوع را دارد - در بدن اهرم، یك استخوان است؛ نیرو توسط یك ماهیچه اعمال می‌شود و بار بخشی از بدن است كه استخوان آن‌را حمل می‌نماید. بخش‌های مختلف بدن خود را حركت دهید و ببینید آیا می‌توانید تشخیص دهید چه نوع اهرمی درگیر است.

اهرم مرتبه اول

تكیه‌گاه بین بازو و نیرو قرار دارد. مفصل گردن كه در هنگام حركت جمجمه به بالا و پایین، توسط ماهیچه‌های گردن كشیده می‌شود، مثالی از این نوع اهرم است .

اهرم مرتبه دوم:

امكان دیگری كه برای قرار گیری بار وجود دارد، بین تكیه‌گاه و نیروست. این وضعیت وقتی شما روی نوك انگشتان خود ایستاده‌اید، اتفاق می‌افتد.

اهرم نوع سه:

در این نوع اهرم، نیرو در وسط یا بین تكیه‌گاه و بار قرار دارد. این وضعیت در مفصل آرنج در بازو اتفاق می‌افتد.

ماشین ها به چها رروش به ما کمک می کنند

۱- با انتقال نیرو (تقریبا همه ماشین ها در این خاصیت مشترک هستند )

2- با افزایش نیرو

3- با تغییر جهت نیرو

4- با افزایش مسافت وسرعت اثر نیرو

یکی از انواع ماشین ها اهرم ها هستندکه هر اهرم از سه قسمت مهم به نام های تکیه گاه – نیرو – جسم تشکیل شده است .

البته برای بحث درباره اهرم ها باید به این نکته هم اشاره کنیم که به فاصله تکیه گاه تا محل نیرو را بازوی محرک و از تکیه گاه تا جسم را بازوی مقاوم می نامیم .

حال براساس محل قرار گرفتن سه قسمت اصلی اهرم، اهرم ها را به سه دسته تقسیم می کنیم .

1- اهرم نوع اول :در این نوع اهرم که تکیه گاه در بین نیرو وجسم قرار دارد دارایخصوصیات زیر می باشد :

الف- در بعضی موارد بارزوی محرک و در بعضی موارد بازوی مقاوم می تواند بلندتر باشد

ب- چون در این اهرم تکیه گاه در وسط قرار دارد جهت نیرو برعکس می شود .

ج) نمونه هایی از آن را می توان انبردست – قیچی – الاکلنگ – دیلم و.. .

2- اهرم نوع دوم : در این نوع اهرم جسم در بین نیرو وتکیه گاه قرار داردو دارایخصوصیات زیر است

الف ) همیشه بازوی محرک بلند تر از بازوی مقاوم است

ب) نمونه هایی از آن را می توان چرخ دستی – فرغون – فندق شکن – درب بطری باز کن

3- اهرم نوع سوم : در این اهرم نیرو در بین جسم وتکیه گاه قرار دارد ودارای این خصوصیات

الف ) همیشه بازوی مقاوم بلندتر از بازوی محرک است .

ب) نمونه های از آن را می توان انبریخ – جاروی فراشی- موچین

خصوصیت مشترک هر سه نوع اهرم این است که هر سه اهرم در انتقال نیرو به ما کمک می کنند .

نکته ها : اگر در یک اهرم بازوی محرک بلندتر از بازوی مقاوم باشد آن اهرم مقدار نیرو را افزایش می دهد یا به اصطلاح دیگر در این نوع اهرم در نیرو صرفه جویی

مي شود که نمونه آن اهرم های نوع دوم هستند .

واگر دریک اهرم بازوی مقاوم بلندتر از بازوی محرک باشد آن اهرم مسافت وسرعت اثر نیرو را افزایش می دهد ، همچنین می توان گفت در وقت هم صرفه جویی می شود .نمونه آن اهرم های نوع سوم هستند .

توجه داشته باشیم که اهرم نوع اول نسبت به محل قرار گرفتن تکیه گاه می تواند در نیرو یا در وقت برای ما مفید واقع شود .

می توان گفت مطالب بالا را کتاب با این زبان بیان کرده که هر چه تکیه گاه را به جسم نزدیک کنیم . و هرچه تکیه گاه را به نیرو نزدیک کنیم . .

در اهرم ها قانونی وجود دارد که اگر بخواهیم اهرم به حال تعادل برسد باید همیشه این رابطه درست باشد

مقدار نیرو ضربدر بازوی محرک = مقدار جسم ضربدر بازوی مقاوم

که در این نمونه می توانند مقدار هریک از موارد را نداده باشند که می توانیم با کمک این قانون براساس سه مقدار داده شده دیگر مقدار مجهول را حساب کنیم .

یکی دیگر از انواع ماشَین ها سطح شیبدار است

سطح شیبدار : سطح مایلی که دو سطح غیر هم ارتفاع را درباره اهرم نیرو بهم مرتبط می سازد . دقت کنیم که در یک سطح شیبدار اگر ارتفاع ثابت باشد هر چه طول سطح شیبدار بیشتر شود انجام کار برای ما آسانتر است

نکته مهم دیگر اینکه در حالتی که ارتفاع ثابت باشدومقدار طول تغییر کند وما در هر دو حالت وزنه یکسانی را بالا ببریم مقدار کار ما در هر دو حالت مساوی می باشد .درباره اهرم نیرو سطح شیبدار در زندگی انسان کاربردهای زیادی دارد مثل نردبان – پیچ که یک سطح شیبدار مارپیچ است و.

نوع دیگری از ماشین ها قرقرها هستند که ساده ترین آن قرقره ای است که از یک قرقره تشکیل شده است که ما به همان اندازه که طناب را بکشیم جسم به بالا حرکت می کند مثل قرقره پرچم دار بعضی قرقرهای مرکب بسته به تعداد قرقره مورد استفاده ممکن است ما با کشیدن6متر طناب جسم سه متر یا دو متر جابجا شود( البته کار کشیدن طناب( به زبان ساده)راحت تر خواهد بود ودر عوض مقدار بیشتری طناب راباید بکشیم) به عنوان مثال اگر بهقرقره ای که با آن موتور ماشین را بالا می کشند دقت کنیم می بینیم که با کشیدنچند متر طناب یا زنجیر موتور چند سانتی متر جابجا می شود . البته چون در کتاب بهاین مبحث کمتر پرداخته شده از توضیح بیشتر آن خودداری می کنم .

نوع دیگر ماشین ها می توان از گوه – چرخ ومحور و سایر ماشین های پیچیده نام برد .

ماشین ها

به ابزارهایی که کار ما را آسان می کنند، ماشین گفته می شود.مانند اهرم،قرقره،سطح شیب دار،چرخ و محور که همه ،ماشین های ساده هستند.بعضی از ماشین ها پیچیده یا مرکب اند و از یک یا چند ماشین ساده تشکیل شده اند.

اهرم ها انواع گوناگونی دارند.در یکی از انواع اهرم،تکیه گاه بین نیروی محرک و مقاوم است،این نوع اهرم برای تغییر جهت نیرو به کار می رود.در دو نوع دیگر تکیه گاه ،در یکی از دو انتهای اهرم است و نیرو های محرک و مقاوم در یک جهت حرکت می کنند.از این نوع اهرم ها برای تغییر جهت نیرو استفاده نمی شود.مانند؛چرخ دستی و فندق شکن.

هر اهرم دارای سه قسمت است:

1)محلی که نیروی محرک به آن وارد می شود.

2) تکیه گاه

3)محلی که جسم قرار دارد و نیروی مقاوم نامیده می شود.

اهرم ها سه نوع اند.

در اهرم نوع اوّل ،تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاوم قرار دارد.

در اهرم نوع دوم ،نیروی مقاوم بین نیروی محرک و تکیه گاه قرار دارد و تکیه گاه در انتهاست.مانند؛مدادتراش،فندق شکن و فرغون.

در اهرم نوع سوم ،نیروی محرک بین نیروی مقاوم و تکیه گاه است و تکیه گاه در انتهاست.مانند؛یخ گیر،جاروی فرّاشی،جرثقیل

قرقره چرخی است که حول یک محور می چرخد.

قرقره دو نوع ثابت و متحرک دارد.نوع ثابت قرقره به جایی بسته یا ثایت شده است. قرقره هم مانند سطح شیب دار به بالا بردن اجسام کمک می کند.

چرخ و محور یعنی چرخش محور باعث چرخیدن چرخ می شود و برعکس ،چرخیدن چرخ هم موجب چرخیدن محور می گردد.چرخ چاه یک نوع چرخ و محور است.

سطح شیب دار یک ماشین ساده است که برای بالا بردن اشیاء به کار می رود.ما بوسیله ی سطح شیب دار می توانیم دو قسمت غیر هم سطح را به یکدیگر ارتباط دهیم. هر چه طول سطح شیب دار بیش تر و شیب آن کم تر (زاویه اش تندتر)باشد،بالا بردن اشیاء از آن ،نیروی محرک کم تری می طلبد.

گُوه و پیچ دو نوع دیگر از ماشین ها هستند.تفاوت گُوه و سطح شیب دار در این است که گوه با غلبه ی نیروی محرک بر نیروی مقاومت حرکت می کند ولی سطح شیب دار حرکت نمی کند.پیچ هم یک نوع سطح شیب دار مارپیچ است.

نیروی ماشین باید از جایی تأمین شودتا ماشین بتواند حرکت کند.

دانشمندان، انرژی را توان انجام کار می دانند.

منظور از کار ،نیرویی است که باعث جا به جایی جسم می شود.

بیش تر بدانیم:

هر جایی از بدن که مفصل باشد ،همانند اهرم عمل می کند.

بازو ی ما از ماهیچه های مختلفی ساخته شده است که از نیروی ذخیره شده در آن ها برای انجام کارها استفاده می کنیم.

بازو مانند اهرم نوع سوم عمل می کند.

جسم همان نیروی مقاوم است و فاصله ی آن را تا تکیه گاه "بازوی مقاوم" می نامند.

این وبلاگ مربوط به
آزمایشگاه مرکزی دبیرستانهای میبد
وابسته به اداره آموزش و پرورش
شهرستان میبد می باشد

محل جدید آزمایشگاه :
میبد - فیروزآباد جنب حسینیه بزرگ
ساختمان آزمایشگاه
و پژوهش سرای رشیقی

درباره جک هیدرولیک

جک هیدرولیک وسیله‌ای است که در آن نیرویی بر روغن موجود در یک استوانه کوچک وارد می‌شود. این نیرو سبب می‌شود که روغن غیر قابل تراکم به استوانه بزرگ منتقل شود. روغن به پیستون استوانه بزرگ فشار می‌آورد و باعث بلند شدن بار روی استوانه (مثلا ماشین) می‌شود. مکانیزم کار ماشینهای جرثقیل ، و غیره نیز چنین می‌باشد که در عین سادگی ، کار مفید زیادی با بازده بالا انجام می‌دهد. در ساختمان جک هیدرولیک از این واقعیت استفاده می‌شود که روغن تقریبا تراکم ناپذیر است و نیروی وارد بر خود را منتقل می‌کند. فشار وارد بر پیستون کوچک عینا به پیستون بزرگ منتقل می‌شود و آنرا به طرف بالا می‌راند.

مزیت مکانیکی جک هیدرولیک

فشارهای وارد بر استوانه‌ها که همان نیروی وارد بر واحد سطح یعنی P = F/A است، باهم برابرند. بنابراین:

Pe = Pl

به عبارت دیگر می‌توان نوشت:

Fe/Ae = Fl/Al

که در آن F همان نیروهای مقاوم و محرک ، A همان سطح مقطع دو پیستون می‌باشد. در حالت ساده‌تر مزیت مکانیکی قسمت هیدرولیکی جک بصورت زیر در می‌اید:

AA = Ml/Ae

دسته جک نیز یک اهرم نوع دوم است و مزیت مکانیکی مخصوص به خود را دارد. دسته اهرم نیروی محرک را افزایش می‌دهد. بر جک هیدرولیک نیروی مفید دسته وارد می‌شود و جک این نیرو را افزایش می‌دهد. از اینرو مزیت مکانیکی کل دستگاه برابر مزیت مکانیکی این دو قسمت می‌باشد.

همچنین بخوانید : هیدرولیک چیست ؟

آیا جک هیدرولیک مقدار کار را افزایش می‌دهد؟

دستگاهی وجود ندارد که بتواند مقدار کار را افزایش دهد. هر مقدار روغن که از استوانه کوچک خارج شود، همان مقدار وارد استوانه بزرگ می‌شود. در هر دو استوانه این حجم روغن برابر است با حاصلضرب سطح مقطع استوانه در فاصله‌ای که پیستون جابجا می‌شود. چون این حجمها باهم برابرند، بنابراین:

AeΔSe = AlΔSl

اگر ماشین را بدون اصطکاک در نظر بگیریم داریم:

MA=Al/Ae=ΔSe/ΔSl

و چون MA = Fl/Fe بنابراین:

FlΔSl = FeΔSe

که نشان می‌دهد در حالت ایده‌آل کار خروجی یا مفید با کار درباره اهرم نیرو ورودی یا داده شده برابر است. در قرقره ، اهرم و جک هیدرولیک ، وقتی اصطکاک وجود ندارد، کار خروجی با کار ورودی برابر است. این گفته در مورد سایر ماشینها نیز برقرار است. در چنین شرایطی مزیت مکانیکی ایده‌آل (یعنی بدون اصطکاک) هر ماشینی را می‌توان با بررسی هندسه ماشین بدست آورد. با ملاحظه معادله MA = ΔSe/ΔSl حتی در پیچیده‌ترین ماشین ، می‌توان مزیت مکانیکی ایده‌آل را فقط با دانستن اینکه وقتی نیروی محرک را در مسافت معینی حرکت می‌دهیم، نیروی مقاوم چقدر جابجا می‌شود، پیدا کرد.

کاربردهای جک هیدرولیک

در بلند کردن ماشین‌آلات سنگین ، ماشینهای کمپرسور ، جرثقیلها ، پالایشگاهها ، حفاریهای زیر زمینی ، برج سازی و معماری ، کلیه وسایل نقلیه و غیره از خود این وسیله بسیار درباره اهرم نیرو ساده و مفید یا مکانیزم کارش استفاده می‌شود.

اهرم های موفقیت و روش استفاده از آنها در زندگی و کسب‌وکار

برای بلند کردن یک شئ سنگین، دو انتخاب دارید: می‌توانید بلند کردن شئ را بدون کمک اهرم امتحان کنید، اما ممکن است آسیب ببینید، یا می‌توانید از اهرمی مثل جَک یا الوار استفاده کنید تا بخشی از وزن شئ را به آن منتقل کنید و سپس شئ را بلند کنید.

به من یک اهرم و یک نقطه‌ی اتکا بدهید تا زمین را جابه‌جا کنم.

ارشمیدس

کدام رویکرد عاقلانه‌تر است؟ آیا بدون استفاده از اهرم موفق می‌شوید؟ شاید. اما با کمک اهرم به راحتی می‌توانید بارهای بیشتری را بلند کنید!

حالا اهرم چقدر با زندگی و کار شما ارتباط دارد؟ جواب این است: «بسیار زیاد». با پیاده کردن مفهوم اهرم در کسب‌وکار و موفقیت شغلی، می‌توانید با اندکی تأمل، کارهای زیادی را انجام بدهید که بدون به‌کاربستن مفهوم اهرم، توان انجام آنها را نداشتید. بدون اهرم، شاید مجبور شوید سخت کار کنید و پاداش‌تان محدود به ساعاتی باشد که تن به کار سخت داده‌اید. اما با کمک اهرم، می‌توانید این محدودیت را بردارید و به موقع، کارهای بسیار بیشتری را انجام یدهید.

ما در اینجا به اهرم‌ مالی اشاره نمی‌کنیم. اهرم مالی یا به عبارتی، استفاده از «پول دیگران» برای رشد کسب‌وکارتان می‌تواند یک استراتژی رشد موفق باشد، اما این موضوع، خارج از حوزه‌ی این مقاله است.

اهرم‌های موفقیت

چگونه می‌توانید از اهرم در کارتان استفاده کنید؟ چگونه می‌توانید با پایین آوردن ساعات کاری‌، به کارهای بسیار بیشتری رسیدگی کنید؟ برای انجام این کار، ابتدا باید یاد بگیرید چگونه از اهرم‌های زیر استفاده کنید:

• اهرم زمان (زمان خودتان و زمان دیگران)
• اهرم منابع
• اهرم دانش و تحصیلات
• اهرم فناوری

۱. اهرم زمان

اساسی‌ترین استراتژی برای موفقیت، استفاده از اهرم زمان است. در یک روز، زمان بسیار زیادی برای انجام کارها وجود دارد. اگر فقط از زمان خودتان استفاده کنید، به همان درباره اهرم نیرو اندازه می‌توانید موفق به انجام کار شوید، اما اگر از اهرم زمان دیگران هم استفاده کنید، می‌توانید بهره وری خود را به میزان فوق‌العاده‌ای افزایش دهید.

استفاده از اهرم زمان خودتان

را تمرین کنید. فعالیت‌های غیرضروری را حذف کنید و تلاش‌تان را معطوف به کارهایی کنید که واقعا اهمیت دارند.
• به عنوان بخشی از این کار، اولویت بندی را یاد بگیرید تا بتوانید انرژی‌تان را روی فعالیت‌هایی بگذارید که نسبت به زمان صرف شده بالاترین بازده را به شما می‌دهند. کنید و درباره‌ی اهدافی که در طولانی‌مدت برای شما مهم هستند؛ بیندیشید. اهداف روشنی را برای خودتان تعیین کنید و به خودتان انگیزه رسیدن به اهداف تان را بدهید.

استفاده از اهرم زمان دیگران

یا واگذار کردن کار به دیگران را یاد بگیرید.
• در آموزش و توانمندسازی دیگران تلاش کنید (از طریق تیم‌سازی و کار گروهی).
• برای پر کردن شکاف‌های مهارت و دانش از وجود کارشناس‌ها و مشاورها استفاده کنید.
• کارهای غیرضروری را به افرادی (خارج از محل کار) برون سپاری کنید که تجربه‌ی انجام آن را به شیوه‌ی مؤثرتری دارند.

اگر کارها را درست انجام بدهید، زمان و پولی را که صرف به‌کارگیری اهرم زمانی دیگران کرده‌اید، هدر نمی‌دهید. اگرچه باید به‌خاطر داشته باشید که برای بهره‌بردن از مزایای طولانی‌مدت استفاده از اهرم، همیشه مجبور خواهید بود هزینه‌‌ای را از پیش پرداخت کنید.

نکته ۱

تفویض اختیار، مهارت بسیار مهمی است. اگر نتوانید کارها را به نحو مؤثری به دیگران واگذار کنید، هرگز نمی‌توانید بهره‌وری‌تان را بیشتر از کاری که خودتان شخصا می‌توانید انجام بدهید، بالا ببرید. این به آن معناست که کار شما به سرعت از حرکت می‌ایستد و با اینکه ممکن است از سخت کوشی شما قدردانی شود، شما هرگز به‌طور واقعی موفق نخواهید شد.
یکی از دلایلی که مدیریت ذره بینی (Micromanagement) نقطه‌ضعف محسوب می‌شود، همین است. شما زمان زیادی را صرف مدیریت عده‌ی کمی از افراد می‌کنید و اهرم‌هایی را که می‌توانید اِعمال کنید، محدود می‌کنید.

نکته ۲

زمانی که یاد بگیرید چگونه از این اهرم‌ها استفاده کنید، متوجه می‌شوید استفاده از آنها مستلزم هزینه‌هایی است که باید از پیش بپردازید. هزینه‌هایی از قبیل سرمایه گذاری زمان و منابعی که باید داشته باشید تا بتوانید کسی را به کاری مشغول کنید که در صورت نبود آن شخص، خودتان باید آن کار را انجام دهید.
با اینکه تمایل به حفظ این منابع و از دست ندادن آنها طبیعی است، اما با سرمایه‌گذاری‌ نکردن روی آن‌ها، خودتان را اسیر روش‌های قدیمی انجام کارها می‌کنید و این رویکرد، شما را محدود به پیشبرد کارهایی می‌کند که فقط خودتان می‌توانید انجام بدهید.

۲. اهرم منابع

شما می‌توانید از امتیازات‌ خودتان هم به عنوان اهرم استفاده کنید و از قوای شخصی‌تان حداکثر استفاده را ببرید.

حوزه‌ی مهارت‌ها، استعدادها، تجربیات، افکار و ایده‌های شما وسیع است. می‌توانید از این منابع به صورت ترکیبی استفاده کنید و جز این نمی‌تواند باشد. شما چه مهارت‌ها و توانایی‌هایی دارید که دیگران ندارند؟ چگونه می‌توانید به بهترین شکل از این مهارت‌ها و توانایی‌ها استفاده کنید و چگونه می‌توانید آنها را بهتر کنید تا واقعا بی‌نظیر باشند؟ شما چه امتیازاتی دارید که دیگران ندارند؟ می‌توانید از این امتیازات برای ایجاد اهرم استفاده کنید؟ آیا ارتباطاتی دارید که دیگران نداشته باشند؟ منابع مالی چطور؟ یا امتیازات دیگری که بتوانید به نحو بیشتری از آنها استفاده کنید؟

یک راه خوب برای فکر کردن درباره‌ی این موضوعات این است که یک تحلیل SWOT (به‌منظور شناسایی: نقاط قوت، نقاط ضعف، فرصت‌ها و تهدیدها) شخصی انجام بدهید و روی شناسایی این توانایی‌ها و امتیازات تمرکز کنید و از آنها کمک بگیرید تا فرصت‌هایی را که با وجود آنها می‌توانید به‌دست آورید، از دست ندهید. یک مزیت تحلیل SWOT‌ این است که به شما کمک می‌کند ضعف‌های مهم خود را شناسایی کنید.
نکته:
هنگام انجام این تحلیل، به این فکر کنید که چگونه می‌توانید با توانایی‌ها و منابع‌تان به دیگران کمک کنید؟ به‌خاطر داشته باشید هر زمان که بتوانید به دیگران کمک کنید، امکان کمک دادن متقابل دیگران به شما بیشتر می‌شود. (فقط مطمئن شوید که به روشنی می‌دانید چگونه از دیگران پاداش خواهید گرفت!)

۳. اهرم دانش و تحصیلات

اهرم قابل‌توجه دیگر در موفقیت، دانش کاربردی است. این اهرم در ترکیب با آموزش و عمل می‌تواند اهرم فوق‌العاده‌ای باشد.

یادگیری از طریق کسب تجربه‌، کند و رنج‌آور است. اگر بتوانید راه‌های رسمی‌تری برای یادگیری پیدا کنید، سریع‌تر پیشرفت خواهید کرد. افزون بر این، اگر موضوع خوبی را برای یادگیری انتخاب کنید، پایه‌ی محکمی برای دانش خود خواهید ساخت؛ پایه‌ای که در آن، شکاف‌های پرخطر وجود ندارد. به همین دلیل افرادی که شغل‌شان با مرگ و زندگی دیگران سر و کار دارد (مثلا معمارها، خلبان‌های خطوط‌هوایی، پزشکان و از این دست) به آموزش‌های طولانی و جامع نیاز دارند. گذشته از این، چه کسی می‌خواهد زیر تیغ جراحی باشد که فاقد صلاحیت است؟

حالا که عده‌ی کمی از ما با این حوزه‌های حساس سر و کار داریم، با تعیین اینکه نیاز به دانستن چه چیزهایی داریم و سپس آموختن آنها، می‌توانیم از سال‌های زیادی که ممکن بود صرف یادگیری کُند و رنج‌آور به روش آزمون و خطا شود، اجتناب کنیم.

به همین ترتیب، اگر عده‌ی زیادی از افراد در یک سازمان مجبور باشند نحوه‌ی انجام کارشان را به صورت آزمون و خطا یاد بگیرند، بی‌فایده است. یک راه بسیار بهتر این است که سازمان، دانشی را که در اختیار عده‌ی اندکی از افراد است به دست بیاورد و آن را به افراد دیگر منتقل کند. این کار همان هسته‌ی «مدیریت دانش» است. اطلاعات بیشتر در این زمینه در این مقاله‌ وجود دارد.

کلیدهای موفقیت در استفاده‌ی اهرمی از دانش و تحصیلات عبارتند از: اول، بدانید چه باید بیاموزید، دوم، بدانید تا چه سطحی نیاز به آموختن دارید، سوم، در انتخاب‌هایتان متمرکز باشید و گزینشی عمل کنید، چهارم، برای به‌دست آوردن صلاحیت‌های مورد نیازتان، حوصله به خرج دهید.

حتی پس از این مراحل، داشتن تحصیلات یا دانش بیشتر، لزوما وسیله‌ی نفوذ یا اهرم شما نیست. اینها تنها زمانی مزیت می‌شوند که مستقیما در مورد اهداف و آرزوهای کاری شما و با جدیت و هوشمندانه برای انجام یک کار مفید به کار گرفته شوند.

با استخدام، مشاوره و برون سپاری یا به عبارتی ارجاع کار به دیگران می‌توانید از اهرم دانش و تحصیلات افراد، همین‌طور منابع آنها استفاده کنید. ارجاع‌ دادن، تنها زمانی جواب می‌دهد که افراد درستی را انتخاب کنید. اگر انتخاب شما غلط باشد، این افراد بازده کار شما را پایین می‌آورند.

۴. اهرم فناوری

تمرکز اهرم فناوری بر فکر کردن درباره‌ی نحوه‌ی کار و استفاده از فناوری برای مکانیزه کردن کار تا جای ممکن است.

در سطوح ساده، شاید برای برقراری ارتباط با خانه و محل کار به تنها چیزی که نیاز داشته باشید یک گوشی هوشمند یا تبلت باشد که به شما کمک می‌کند یک سیستم مدیریت زمان راحت و پشتیبانی‌شده داشته باشید. تلفن‌های هوشمند، ابزار دم‌دستی خوبی هستند که می‌توانید در ساعات کاری یا مسافرت از آنها بهترین استفاده را ببرید. اگر تایپست کندی هستید، با استفاده از نرم‌افزارهای ضبط صدا می‌توانید اسناد را با صدای بلند دیکته و سپس ذخیره کنید. (البته می‌توایند از نرم افزارهای تبدیل گفتار به نوشتار هم استفاده کنید.)

در سطوح پیچیده‌تر، برای مکانیزه کردن پروسه‌های ساده‌ی کاری، می‌توانید از بانک داده‌‌ی کامپیوترهای شخصی، نظیر Microsoft Access استفاده کنید. اگر به‌طور منظم، داده‌های‌ زیادی را پردازش می‌کنید (برای مثال، پروژه‌های مشابه زیادی را مدیریت می‌کنید)، کافی است یکبار با برنامه‌هایی نظیر آن، پروسه‌ای را تنظیم کنید. پس از آن، پروسه هر بار به همان شیوه توسط هر فردی که پروسه را آغاز کرده باشد، اجرا خواهد شد. با این روش، سرعت بهره وری اعضای جدید گروه بیشتر می‌شود، به این معنا که سرعت پیشبرد عملیات و رسیدن به موفقیت بیشتر خواهد شد.

مشاغل، حوزه‌ی وسیعی از راه‌حل‌های نرم‌افزاری را برای انتخاب در اختیار دارند. برخی از این نرم‌افزارها می‌توانند کارها را مکانیزه یا آسان کنند که در صورت نبودن این امکان، انجام آنها بسیار وقت‌‌گیر می‌شد. بانک داده‌های مدیریت ارتباط با مشتری (CRM) مزایای فوق‌العاده‌ای برای سازمان‌های فروش محور و دارای خدمات مشتری ایجاد کرده است. همان‌طور که سیستم‌های صورت‌برداری پایانه‌ی فروش (PoS)، مزایای فوق‌العاده‌ای برای سازمان‌هایی دارند که باید فهرست موجودی‌شان را پیگیری و مدیریت کنند. وبسایت‌ها و وب‌کاتالوگ‌ها می‌توانند امکان دستیابی مشتریان را به اطلاعات به‌روز درباره‌ی محصولات و ثبت ساده و راحت سفارش، فراهم ‌کنند. وبلاگ‌ها و خبرنامه‌های ایمیلی نیز امکان تماس سریع و آسان با هزاران نفر را فراهم می‌کنند. تمامی این حوزه‌ها، فناوری را اهرم کارشان کرده‌اند.