- प्राथमिक ब्लॉक
- इतिहास
- प्रारंभिक विचार
- पुनर्जागरण काल
- विशेषताएँ
- आंदोलन और बल
- काम
- यांत्रिक लाभ
- किसके लिए सरल मशीनें हैं?
- लागू बल बढ़ाएँ
- प्रकार
- उत्तोलक
- पहिया और धुरी
- चरखी
- इच्छुक विमान
- पालना
- स्क्रू
- उदाहरण
- लीवर
- पहिए और धुरी
- पुली
- झुके हुए तल
- पालना
- स्क्रू
- संदर्भ
सरल मशीनों यांत्रिक उपकरणों कि परिमाण या एक बल की दिशा बदलने के हैं। उन्हें आमतौर पर सबसे अधिक नंगे हड्डियों वाले उपकरण के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो एक बल बढ़ाने के लिए यांत्रिक लाभ का उपयोग करते हैं, जिसे लीवरेज भी कहा जाता है।
पूरे इतिहास में, मनुष्यों ने काम को सुविधाजनक बनाने के लिए विभिन्न उपकरणों का विकास किया है। सबसे महत्वपूर्ण छह प्रकार की सरल मशीनों के रूप में जाना जाता है: लीवर, पहिया और शाफ्ट, चरखी, इच्छुक विमान, पच्चर और पेंच।
स्रोत: जॉन मिल्स
जब आप शब्द मशीन सुनते हैं, तो आप एक खुदाई या भाप इंजन की तरह कुछ सोचते हैं। हालांकि, विज्ञान में एक मशीन एक ऐसी चीज है जो एक बल को अधिक से अधिक बनाती है।
एक मशीन लोड यात्रा की दूरी में आनुपातिक कमी की लागत पर उत्पादित बल की मात्रा बढ़ा सकती है। यांत्रिक लाभ को उत्पादित बल और लागू बल के बीच संबंध कहा जाता है।
एक साधारण मशीन एकल लागू बल का उपयोग करती है जो एकल लोडिंग बल के खिलाफ काम करती है। घर्षण हानि को अनदेखा करना, भार पर किया गया कार्य लागू बल द्वारा किए गए कार्य के बराबर होता है।
प्राथमिक ब्लॉक
सरल मशीनें हर जगह हैं, हर दिन सरल कार्यों को करने के लिए उपयोग किया जा रहा है। उनका उपयोग मानव अस्तित्व के शुरुआती दिनों से भी किया जाता रहा है।
सरल मशीनों को उन प्राथमिक ब्लॉकों के रूप में माना जा सकता है, जिनमें सभी अधिक जटिल मशीनों की रचना होती है, जिन्हें यौगिक मशीनें कहा जाता है।
एक साइकिल के तंत्र में, उदाहरण के लिए, पुली, लीवर और पहियों का उपयोग किया जाता है। एक यौगिक मशीन का यांत्रिक लाभ साधारण मशीनों के यांत्रिक लाभों के परिणाम से अधिक नहीं है जो इसे बनाते हैं।
हालांकि, हालांकि उन्हें यांत्रिकी और अनुप्रयुक्त विज्ञान में बहुत महत्वपूर्ण माना जाता है, आधुनिक यांत्रिकी ने सरल मशीनों की उस दृष्टि को पार कर लिया है, जो कि सभी मशीनों के प्राथमिक ब्लॉक हैं।
इतिहास
प्रारंभिक विचार
लगभग तीसरी शताब्दी ई.पू. सी। ने एक साधारण मशीन के विचार की उत्पत्ति की, यूनानी दार्शनिक आर्किमिडीज़ के साथ, जिन्होंने निम्नलिखित सरल मशीनों का अध्ययन किया: लीवर, पुली और स्क्रू।
उन्होंने लीवर में यांत्रिक लाभ के सिद्धांत की खोज की। लीवर के बारे में उनकी प्रसिद्ध टिप्पणी: "मुझे दुबले होने के लिए जगह दो और मैं पृथ्वी को स्थानांतरित कर दूंगा" उनकी समझ को व्यक्त करता है कि यांत्रिक लाभ के उपयोग के साथ बल वृद्धि की मात्रा की कोई सीमा नहीं थी।
बाद में ग्रीक दार्शनिकों ने पांच शास्त्रीय सरल मशीनों को परिभाषित किया और उनके द्वारा किए गए यांत्रिक लाभ की गणना करने में सक्षम थे।
उदाहरण के लिए, अपने काम यांत्रिकी में, अलेक्जेंड्रिया के हेरन (10-75 ईस्वी) ने पांच उपकरणों को सूचीबद्ध किया है जो गति में एक भार निर्धारित कर सकते हैं: पुली, पहिया और शाफ्ट, लीवर, स्क्रू, और कील, उनके निर्माण और उपयोग का विवरण।
हालांकि, यूनानियों का ज्ञान सरल मशीनों (बलों के संतुलन) के प्रतिरूप तक ही सीमित था, न कि गतिशीलता, काम की अवधारणा या बल और दूरी के बीच व्यापार-बंद।
पुनर्जागरण काल
यांत्रिक बलों की गतिशीलता, जैसा कि सरल मशीनों को कहा जाता था, पुनर्जागरण के दौरान अध्ययन करना शुरू किया गया था, इस परिप्रेक्ष्य से कि कितना भार उठाया जा सकता है, बल के अलावा जिसे लागू किया जा सकता था, जो अंततः नई अवधारणा के लिए प्रेरित हुआ। यांत्रिक कार्य।
झुके हुए विमान का यांत्रिक लाभ 1586 में फ्लेमिश इंजीनियर साइमन स्टीपिन द्वारा किया गया था। इसे अन्य सरल मशीनों के साथ शामिल किया गया था।
इटालियन वैज्ञानिक गैलीलियो गैलीली ने 1600 में सरल मशीनों के पूर्ण गतिशील सिद्धांत का विस्तार किया, अपने काम में ले मेकेंकिनी, जहां उन्होंने इन मशीनों के बल एम्पलीफायरों के रूप में अंतर्निहित गणितीय समानता का खुलासा किया। वह पहली बार समझाने वाले थे कि सरल मशीनों ने ऊर्जा नहीं बनाई, उन्होंने केवल इसे बदल दिया।
लियोनार्डो दा विंची ने मशीनों में घर्षण फिसलने के शास्त्रीय नियमों की खोज की, लेकिन वे उनके प्राइमर में प्रकाशित या प्रलेखित नहीं थे। 1699 में गिलियूम अमोंटोंस ने इन नियमों को फिर से खोजा और 1785 में उन्हें चार्ल्स-ऑगस्टिन डी कूलम्ब द्वारा विकसित किया गया।
विशेषताएँ
सरल मशीनें बिना या बहुत कम चलने वाले भागों वाले उपकरण हैं, जो काम को आसान बनाते हैं। एक साधारण मशीन का मुख्य कार्य बल का प्रवर्धन या आंदोलन का संशोधन है।
आंदोलन और बल
एक साधारण मशीन में गति और बल अविभाज्य हैं। वे हमेशा उलटे रिश्ते में होते हैं।
एक लीवर द्वारा उत्पादित बल उस पर लागू बल से अधिक है, लेकिन उत्पादित आंदोलन लागू किए गए आंदोलन से कम है। यही है, आंदोलन में नुकसान के साथ-साथ ताकत का एक लाभ है।
काम
यांत्रिकी में, काम एक ऐसी चीज है जो बलों को तब करती है जब वे उस दिशा में आगे बढ़ते हैं जिसमें वे अभिनय कर रहे होते हैं। यही है, जब एक दूरी पर यात्रा करने के लिए एक बल लगाया जाता है, तो काम का उत्पादन किया जाता है। इसे गणितीय रूप में व्यक्त किया गया है: कार्य = बल × दूरी।
उदाहरण के लिए, किसी वस्तु को उठाने के लिए, ऐसा काम करना चाहिए जो गुरुत्वाकर्षण बल से अधिक हो और इस प्रकार वह वस्तु को ऊपर की ओर ले जाने में सक्षम हो।
किसी वस्तु को दो बार भारी उठाने के लिए, उसे उतनी ही दूरी पर उठाने में दोगुना काम लगता है। किसी वस्तु को दुगुनी दूर तक ले जाने में भी उतना ही काम लगेगा।
काम की यह अवधारणा बल और आंदोलन के संदर्भ में सरल मशीनों में यांत्रिक कार्य को परिभाषित करने के लिए मौलिक है, बल और आंदोलन की अविभाज्यता को उजागर करती है।
यांत्रिक लाभ
यह बल के बीच का संबंध है जो लागू बल के संबंध में कार्य करता है। इसलिए, यह एक साधारण मशीन का बल प्रवर्धन प्रभाव है।
सरल मशीनों के यांत्रिक लाभ का मतलब है कि किसी वस्तु को स्थानांतरित करने के लिए कम बल का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन इसे लंबी दूरी तक ले जाना होगा।
कई बार किसी कार्य को कठिन माना जाता है क्योंकि इसके लिए बहुत अधिक बल की आवश्यकता होती है। दूरी और बल के बीच व्यापार बंद का उपयोग करना कार्य को पूरा करने के लिए बहुत आसान बना सकता है।
एक उदाहरण एक भारी वस्तु को एक रैंप से नीचे धकेल रहा है। रैंप को नीचे की ओर धकेलने से आसान है कि इसे सही ऊंचाई तक उठाया जाए, लेकिन इसे अधिक लंबी दूरी तय करनी चाहिए।
किसके लिए सरल मशीनें हैं?
सरल मशीनें निम्नलिखित कार्यों में से एक या अधिक कार्य करके कार्य को आसान बनाती हैं:
- एक स्थान से दूसरे स्थान पर किसी बल को स्थानांतरित करना।
- एक बल की दिशा बदलें।
- एक बल का परिमाण बढ़ाएँ।
- एक बल की दूरी बढ़ाएं।
हालांकि साधारण मशीनें कई अलग-अलग रूप लेती हैं, वे छह बुनियादी प्रकारों में आती हैं:
- कील: चीजों को अलग करने के लिए डिवाइस।
- पहिया और धुरा: घर्षण को कम करने और बल गुणक के रूप में उपयोग किया जाता है।
- लीवर: यांत्रिक लाभ को बढ़ाने या घटाने के लिए एक फुलक्रम के चारों ओर घूमता है।
- झुका हुआ विमान: ढलान पर चढ़ते समय वस्तुओं को उठाएं।
- पेंच: एक उपकरण जो एक साथ वस्तुओं को उठा या पकड़ सकता है।
- चरखी: एक बल की दिशा बदल देती है।
लागू बल बढ़ाएँ
सरल मशीनें मनुष्य को किसी वस्तु पर लागू बल को बढ़ाने में मदद करती हैं। वे वस्तुओं को स्थानांतरित करने में मदद करने के लिए एक यांत्रिक लाभ प्रदान करते हैं।
जैसा कि कार्य सूत्र इंगित करता है, सरल मशीनों का मुख्य लाभ अधिक से अधिक दूरी पर बल की कम मात्रा को लागू करके समान कार्य करने की अनुमति देता है।
उदाहरण के लिए, आप जमीन से 10 मीटर 2 मीटर दूर किसी वस्तु को उठाना चाहते हैं। 10 मीटर बल 2 मीटर की दूरी के लिए, ऊपर की दिशा में वस्तु पर लगाया जा सकता है, इस प्रकार 20 न्यूटन कार्य करते हैं।
यदि एक 3 मीटर लीवर का उपयोग किया गया था, तो वस्तु को एक छोर पर रखकर और वस्तु से 1 मीटर की दूरी पर पट्टी के नीचे 10 सेंटीमीटर का फुलक्रम रखकर, फिर उस वस्तु को उठाने के लिए आपको दूसरे सिरे पर नीचे की ओर धक्का देना होगा केवल 5 किलोग्राम का एक बल।
हालांकि, लीवर के अंत में ऑब्जेक्ट को केवल 2 मीटर उठाने के लिए 4 मीटर नीचे धकेलना होगा।
एक व्यापार बंद है। लीवर को कम करने से पिछली दूरी दोगुनी हो जाती है, लेकिन समान मात्रा में काम करने से आधे से आवश्यक बल कम हो जाता है।
प्रकार
उत्तोलक
यह एक प्रकार का कठोर बार है जिसमें समर्थन के बिंदु के रूप में एक निश्चित फ़ुलक्रम होता है। इसमें एक लोड होता है, जिसे ले जाया या उठाया जाने वाला ऑब्जेक्ट है, एक फुलक्रम, जो कि धुरी है, और एक प्रयास है, जो लोड को स्थानांतरित करने या उठाने के लिए आवश्यक बल है।
लीवर के एक छोर पर एक बल लगाने से दूसरे छोर पर अधिक बल पैदा होता है। फुलक्रम से लोड और तनाव की दूरी के आधार पर लागू बल में वृद्धि या कमी होगी।
पहिया और धुरी
इसमें एक छोटे एक्सल से जुड़ा एक पहिया होता है ताकि ये दोनों भाग एक साथ घूमें, जहां एक बल एक से दूसरे में स्थानांतरित हो। एक काज शाफ्ट का समर्थन करता है, रोटेशन की अनुमति देता है।
यह दूरियों पर वस्तुओं को ले जाने के कार्य को सुगम बनाता है। पहिया, जो गोल छोर है, बेलनाकार अक्ष के साथ घूमता है, जिससे आंदोलन होता है।
यह बल को भी बढ़ा सकता है। एक बड़े पहिया की परिधि पर लागू एक छोटा बल एक एक्सल से जुड़ा एक बड़ा भार ले जा सकता है।
चरखी
यह एक तना हुआ रस्सी की दिशा में परिवर्तन और परिवर्तन का समर्थन करने के लिए बनाया गया है। रस्सी एक पहिया के चारों ओर लपेटती है। जैसे ही पहिया मुड़ता है, रस्सी किसी भी दिशा में चलती है।
यदि एक हुक रस्सी से जुड़ा हुआ है, तो पहिया के रोटेशन को वस्तुओं को ऊपर उठाने और कम करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है, जिससे काम की सुविधा मिल जाएगी।
इच्छुक विमान
यह एक सपाट सतह है, जिसका एक छोर दूसरे की तुलना में अधिक है, एक भार को बढ़ाने या कम करने के समर्थन के रूप में उपयोग किया जाता है। वे ऊर्ध्वाधर बाधाओं पर भारी भार को स्थानांतरित करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।
किसी वस्तु को एक झुके हुए तल पर ले जाने से, यात्रा की गई दूरी में वृद्धि की कीमत पर इसे सीधे उठाने से कम बल की आवश्यकता होती है।
एक इच्छुक विमान का यांत्रिक लाभ इच्छुक सतह की लंबाई के अनुपात के बराबर है जो इसे कवर करता है।
पालना
यह एक त्रिकोणीय आकार का उपकरण है। इसका उपयोग दो वस्तुओं को अलग करने के लिए किया जा सकता है, किसी वस्तु के टुकड़े को हटा सकते हैं, उठा सकते हैं या किसी वस्तु को रख सकते हैं।
यह एक बल को अपने कुंद सिरे पर लागू बल को अपनी झुकी हुई सतह पर लंबवत रूप में परिवर्तित करके काम करता है।
ढलान की लंबाई और चौड़ाई के बीच संबंध द्वारा यांत्रिक लाभ दिया जाता है।
स्क्रू
यह एक तंत्र है जो घूर्णी आंदोलन को रैखिक आंदोलन और घूर्णी बल (टोक़) को रैखिक बल में परिवर्तित करता है। एक पेंच वास्तव में एक और प्रकार का इच्छुक विमान है।
इसके सबसे सामान्य आकार में एक बेलनाकार शाफ्ट होता है, जिसमें पेचदार खांचे होते हैं, जिन्हें बाहर की तरफ धागे कहा जाता है।
स्क्रू आंतरिक थ्रेड्स के साथ किसी अन्य ऑब्जेक्ट या माध्यम में छेद से गुजरता है जो स्क्रू थ्रेड्स के साथ मेष होता है।
उदाहरण
लीवर
लीवर के कुछ उदाहरण हैं दरवाज़े के हैंडल, एक नाखून हटाने वाले हथौड़ा पर पंजे, लोहे के लीवर, लाइट स्विच, बोतल खोलने वाले, और कूल्हे।
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पहिए और धुरी
वे पाए जाते हैं जहां चीजें एक सर्कल में घूमती हैं, जैसे कि बिजली का पंखा, एक मोटर, एक घूमने वाला दरवाजा, एक हिंडोला और कोई भी पहिया, चाहे वह कार में हो, स्केटबोर्ड पर या साइकिल पर।
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पुली
उनका उपयोग पर्दे और अंधा के रूप में किया जाता है ताकि वे ऊपर और नीचे, या पीछे और आगे बढ़ सकें।
वे जमीन से कुछ ऊपर ला सकते हैं, जैसे एक पोल पर एक झंडा। रस्सी को नीचे खींचा जाता है, लेकिन झंडा ऊपर चला जाता है।
उनका उपयोग उद्योगों में भारी भार उठाने और कम भार उठाने के लिए, जहाजों को उठाने और कम पालने के लिए, या क्रेन में चलती विद्युत उपकरणों पर उपयोग करने के लिए किया जाता है।
लिफ्ट कार से फर्श तक और नीचे जाने के लिए पुलियों का उपयोग करती है।
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झुके हुए तल
उनका उपयोग स्कूटर पार्कों, व्हीलचेयर रैंप पर, और ट्रकों के पीछे से भारी उपकरण हिलाने के लिए किया जाता है।
एक रैंप के संशोधित संस्करण सीढ़ियों, एस्केलेटर, पैदल रास्तों पर और यहां तक कि मेलबॉक्स में मेल ड्रॉप करने के लिए उपयोग की जाने वाली स्लाइड पर पाए जाते हैं, एक ढलान तक जाने वाली ट्रेन तक।
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पालना
अलग करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले वेज के कुछ उदाहरण एक फावड़ा, एक चाकू, एक कुल्हाड़ी, एक पिकैक्स, एक आरा, कैंची की एक जोड़ी या एक आइस पिक हो सकते हैं।
वेजेज एक साथ चीजों को भी पकड़ सकते हैं, जैसे कि स्टेपल, पिन, टैक, नाखून या डोरस्टॉप के मामले में।
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स्क्रू
कुछ उदाहरण एक ड्रिल, एक जार ढक्कन, एक प्रकाश बल्ब, एक बोल्ट, बोतल के ढक्कन, नल और कलम पर हैं।
स्क्रू का एक अन्य उपयोग एक उपकरण में है जिसे स्क्रू पंप कहा जाता है। यह एक विशाल पेंच के आकार की हाइड्रोलिक मशीन है जो पानी में चली जाती है। घूर्णन करते समय, इसके पेंच के आकार के कारण, पानी मुड़ शाफ्ट पर जाता है, जहां यह आवश्यक है। पेंच पंप अक्सर सिंचाई के लिए और खेतों जैसे कृषि सेटिंग्स में उपयोग किए जाते हैं।
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संदर्भ
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- इडाहो पब्लिक टेलीविज़न (2019)। सरल मशीनें: तथ्य। से लिया गया: idahoptv.org
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