فیزیک

اهرم ها نیاز به تحلیل زیادی دارند برای شناختن انواع اهرم هایی که روزمره استفاده میکنیم .

اما بطور کلی اهرم ها سه نوع هستند با توجه به وضعیت کمکی که به ما میکنند.

اهرم نوع اول :

که سه حالت دارد

در حالت اول  :

در این حالت تکیه گاه در وسط نیروی محرک و نیروی مقاوم قرار دارد . (انتقال نیرو – تغییر جهت نیرو)

بنابراین بازوی محرک ( L_E ) با بازوی مقاوم ( L_R ) برابر است پس    

1=L_R/L_E=A

در حالت دوم:

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

1<L_R/L_E=A

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

 

در حالت سوم:

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

.                                          

1>L_R/L_E=A

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

 

اهرم نوع دوم

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

روش های کمک ماشین : انتقال نیرو – افزایش نیرو

اهرم نوع سوم

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

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

در سطح شیبدار نسبت طول L به ارتفاع H همان مزیت مکانیکی است

نکته در سطح شیبدار بازوی محرک طول شیب است و بازوی مقاوم ارتفاع می باشد
نکته2: در سطح شیبدار نیروی مقاوم همیشه همان نیرویی هست که روی سطح شیب است و قصد داریم انرا بالا ببریم



                            

در تصویر چپ یک بار 10 کیلوگرمی روی سطح شیبدار با یک بار 20 کیلوگرمی با یک قرقره بهم متصل اند: 1- بار مقاوم 10 کیلوگرمی هست روی سطح شیبدار و بار محرک دراین جا بار 20 کیلوگرمی هست جهت این بار متحرک هم مثل شکل سمت راست در امتداد طول است . چون نیرو درجهت طناب در هر دوطرف قرقره ثابت یکسان هست

در قرقره های تک ریسمانی فرمول بدست آوردن مزیت مکانیکی برابر است با :

تعداد نخ های متصل به قرقره ی متحرک =A

اما دوشرط دارد : اول تشخیص تک ریسمانی دوم قرقره متحرک

در بعضی از سیستم‌ها دوقرقره ی متحرک بهم وصل است که در این حالت مجموع نخهای متصل به هردو مدنظر است

چند نمونه از تک ریسمانی ها مزیت مکانیکی آنها را بدست آورید درپایان پاسخ ها در اختیار شما قرار میگیرد

     A=2                                                             

یک قرقره متحرک دارد با 2نخ متصل به آن.               دوقرقره متحرک متصل بهم دارد (دوقرقره پایین )

   

تمام این سیستم ها تک ریسمانی هستند هرکدام جداگانه تحلیل میکنم

شماره 1 : یک قرقره ثابت دارد , تک ریسمانی هست ولی قرقره متحرک ندارد پس مزیت مکانیکی دراین قبیل قرقره ها برابر است با 1 . برای اثبات : نگاهی به فرمول مزیت مکانیکی در قرقره ها کنید

A=R/E که دراین نوع سیستم (شماره 1) نیروی مقاوم R = نیروی محرکE

شماره 2: یک قرقره ثابت و یک متحرک دارد تک ریسمانی ست و تعداد نخهای متصل به قرقره متحرک 2 است , A=2

شماره3 : تک ریسمانی با دوقرقره ی ثابت در بالا و یک متحرک ,تعداد نخهای متصل به متحرک 3 است

A=3

شماره 4: دو قرقره ثابت در بالا و دومتحرک در پایین ,هر دوقرقره ی متحرک بهم متصل اند پس مجموع نخهای متصل به هردوقرقره متحرک مدنظر است A=4

در حل تمرین ها به راحتی میتوانید مزیت مکانیکی هر سیستمی را بدست اورید

هر کدام ازین سیستم ها را با فرمول مزیت مکانیکی قرقره ها امتحان کنید که باید جواب یکی شود

A=R/E

F درین جا نیرویی هست که وزنه بردار برای بلند کردن وزنه ی ۶۵کیلویی به آن وارد میکند پس میشود mg وزنه 

F=65*9.8=637N

و اما کار انجام شده توسط این وزنه بردار طبق فرمول میشود نیروی وارد شده در فاصله جابه جایی 

W=F.dcos0

W=637*0.45=286.6j

درین جا تنها فرقش اینه که جهت نیرو و جابه جایی خلاف هم هست و d در cos 180 درجه ضرب میشود و جواب منفی میشود

پس در حین بالابردبالابردن وزنه حدودا ۲۸۷ژول کار مثبت انجام داده است و در حین پایین آوردن وزنه ۲۸۷ژول کار منفی انجام داده هست 

مث این میمونه که اصلا کار انجام نداده باینکه کلی عرق ریخته میدونید چرا ؟ چون ۴۵سانتی متر وزنه رو برده بالا باز همون ۴۵ سانتی متر اورده پایین و هیچ جابه جایی نداشته است