در زندگی روزمره ای ما ابزارآلاتی وجود دارد که در تعمیرات لوازم مکانیکی از آن¬ها استفاده می‌کنیم. این ابزارآلات در گروه ماشین های ساده اند و اهرم نام دارند. در این بخش اهرم را توضیح می دهیم. ...
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

اهرم، یک ماشین ساده

در زندگی روزمره‌ی ما ابزار آلاتی وجود دارد که در تعمیرات لوازم مکانیکی از آن‌ها استفاده می‌کنیم. این ابزارآلات در گروه ماشین‌های ساده‌اند و اهرم نام دارند. در این بخش اهرم را توضیح می‌دهیم.

ماشین‌ها ساده و مرکب هستند. هنگام کار کردن با ماشین‌های ساده، کمیت‌های انرژی و کار ثابت می‌مانند و ممکن است نیرو، توان، سرعت، مسافت تأثیر نیرو و یا جهت نیرو تغییر کنند. اهرم یک ماشین ساده است که زیاد مورد استفاده قرار می‌گیرد.

 

اهرم چیست؟

اهرم‌ها نوع دیگری از ماشین‌های ساده هستند كه با آن‌ها می‌توانیم كارها را آسان‌تر انجام دهیم. با كمك اهرم می‌توان چیزهای سنگین را آسان‌تر جا به جا كرد. اهرم‌ها شکل‌های مختلف دارند.

اهرم اولین بار توسط دانشمند یونانی، اَرَشْمیدُس در سال 260 قبل از میلاد توصیف شده است. او گفته است:

 

(به من جایی برای ایستادن بدهید، من زمین را جا به ‌جا خواهم کرد)

 

اهرم سه قسمت دارد:

1- تكیه گاه: تكیه گاه ممكن است بین دو قسمت دیگر قرار گیرد. به طور كلی در وسایل مختلف محل تكیه گاه تغییر می‌کند.

2- قسمتی كه به آن نیرو وارد می‌کنیم.

3- قسمتی كه اهرم بر جسم نیرو وارد می‌کند.

 

اهرم‌ها بر حسب موقعیت نسبی تکیه گاه، نیروی مقاوم و نیروی محرک دسته بندی می‌شوند. نیروی مقاوم آن چیزی است که قرار است تکان بخورد یا اتفاقی برایش بیفتد. مثلاً فندقی که قرار است بشکند. نیروی محرک نیرویی است که ما باید وارد کنیم و تکیه گاه مثل اتصال وسط قیچی است. در اهرم نوع اول تکیه گاه بین نیروی مقاوم و نیروی محرک قرار دارد. مانند انبردست، آچار فرانسه، قیچی و ...

 

در اهرم نوع دوم نیروی مقاوم بین تکیه گاه و نیروی محرک قرار دارد. مانند فندق شکن. در نهایت در اهرم نوع سوم نیروی محرک بین تکیه گاه و نیروی مقاوم قرار می‌گیرد. مانند پنس یا انبرک. با این وجود طرز کار همه این اهرم‌ها در ماشین‌های ساده یک قانون ساده دارد. با استفاده از نیروی کمی، بتوانیم کار بیشتر با نیروی بیشتری انجام دهیم.

 

به فاصله تکیه گاه تا محل نیرو بازوی محرک و از تکیه گاه تا جسم را بازوی مقاوم می‌نامند.

 

اگر در یک اهرم بازوی محرک بلندتر از بازوی مقاوم باشد آن اهرم مقدار نیرو را افزایش می‌دهد یا به اصطلاح دیگر در این نوع اهرم در نیرو صرفه جویی می‌شود که نمونه آن اهرم‌های نوع دوم هستند؛ و اگر در یک اهرم بازوی مقاوم بلندتر از بازوی محرک باشد آن اهرم مسافت و سرعت اثر نیرو را افزایش می‌دهد، همچنین می‌توان گفت در وقت هم صرفه جویی می‌شود. نمونه آن اهرم‌های نوع سوم هستند.

 

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

مقدار نیرو ضرب در بازوی محرک = مقدار جسم ضرب در بازوی مقاوم

که در این نمونه می‌توانند مقدار هر یک از موارد را نداده باشند که می‌توانیم با کمک این قانون بر اساس سه مقدار داده شده دیگر مقدار مجهول را حساب کنیم.


مرکز یادگیری سایت تبیان - تهیه: مرتضی عرفانیان

تنظیم: مریم فروزان کیا