ماشین‌های ساده؛ ابزارهایی برای آسان‌تر کردن انجام کاردانش‌آموزان عزیز، در این پوستر با شش ماشین ساد…

ماشین‌های ساده؛ ابزارهایی برای آسان‌تر کردن انجام کاردانش‌آموزان عزیز، در این پوستر با شش ماشین ساده آشنا می‌شویم. ماشین‌های ساده انرژی تولید نمی‌کنند، بلکه نیرو را منتقل، تقویت یا جهت آن را تغییر می‌دهند تا انجام کار آسان‌تر شود. در ادامه، هر بخش را به زبان ساده مرور می‌کنیم.---۱) سطح شیبدار (Inclined Plane)سطح شیبدار، سطحی است که یک سر آن بالاتر از سر دیگر قرار دارد؛ مانند رمپ بیمارستان یا رمپ بارگیری کامیون.وقتی جسمی را از روی سطح شیبدار بالا می‌بریم، نیروی کمتری نسبت به بلند کردن مستقیم آن لازم است؛ اما در عوض، مسیر حرکت طولانی‌تر می‌شود. بنابراین در فیزیک، کاهش نیرو با افزایش مسافت جبران می‌شود.نمونه‌ها: رمپ، سرسره، جاده‌های کوهستانی.نکته مهم: سطح شیبدار نیروی لازم را کاهش می‌دهد، اما مقدار کار انجام‌شده تقریباً ثابت می‌ماند.---۲) گوه (Wedge)گوه در واقع از دو سطح شیبدار تشکیل شده است که به هم متصل شده‌اند.وقتی نیرویی به انتهای گوه وارد می‌شود، این نیرو به دو طرف منتقل شده و باعث شکافتن یا بریدن جسم می‌شود.نمونه‌ها: تبر، چاقو، میخ، اسکنه.نکته مهم: هرچه نوک گوه تیزتر باشد، نیروی لازم برای بریدن کمتر خواهد بود.---۳) پیچ (Screw)پیچ، سطح شیبداری است که به دور یک استوانه پیچیده شده است.با چرخاندن پیچ، حرکت دورانی به حرکت مستقیم تبدیل می‌شود و می‌توان قطعات را با نیروی نسبتاً کم به هم محکم متصل کرد.نمونه‌ها: پیچ، پیچ‌گوشتی، درپوش بطری، جک پیچی.نکته مهم: هرچه رزوه‌های پیچ به هم نزدیک‌تر باشند، با نیروی کمتری می‌توان آن را سفت کرد، اما تعداد دورهای بیشتری لازم است.---۴) قرقره (Pulley)قرقره چرخی شیاردار است که طناب از روی آن عبور می‌کند و برای جابه‌جایی اجسام سنگین استفاده می‌شود.سه نوع قرقره وجود دارد:قرقره ثابت: فقط جهت نیرو را تغییر می‌دهد.قرقره متحرک: نیروی لازم را کاهش می‌دهد.قرقره مرکب: هم جهت نیرو را تغییر می‌دهد و هم نیروی موردنیاز را کمتر می‌کند.نمونه‌ها: جرثقیل، آسانسور، بالابر ساختمانی.نکته مهم: هرچه تعداد رشته‌های طناب نگهدارنده بار بیشتر باشد، نیروی لازم کمتر خواهد بود.---۵) چرخ و محور (Wheel & Axle)چرخ و محور از یک چرخ و یک محور تشکیل شده‌اند که با هم می‌چرخند.این ماشین ساده باعث می‌شود با نیروی کمتر بتوان اجسام را حرکت داد یا آن‌ها را چرخاند.نمونه‌ها: فرمان خودرو، دستگیره در، دوچرخه، چرخ‌دستی.نکته مهم: هرچه شعاع چرخ بزرگ‌تر باشد، اعمال نیرو آسان‌تر خواهد بود.---۶) اهرم (Lever)اهرم میله‌ای است که حول یک نقطه ثابت به نام تکیه‌گاه می‌چرخد.سه بخش اصلی اهرم عبارت‌اند از:تکیه‌گاهنیروی محرکنیروی مقاومسه نوع اهرم داریم:اهرم نوع اول: تکیه‌گاه بین نیرو و مقاومت قرار دارد. نمونه: قیچی، الاکلنگ.اهرم نوع دوم: مقاومت بین نیرو و تکیه‌گاه قرار دارد. نمونه: فرغون، گردوشکن.اهرم نوع سوم: نیرو بین مقاومت و تکیه‌گاه قرار دارد. نمونه: موچین، ساعد انسان.نکته مهم: اهرم‌ها بسته به محل قرارگیری نیرو، مقاومت و تکیه‌گاه، می‌توانند باعث افزایش نیرو، افزایش سرعت یا تغییر جهت نیرو شوند.---جمع‌بندیدانش‌آموزان عزیز، به خاطر داشته باشید که ماشین‌های ساده انرژی تولید نمی‌کنند و قانون پایستگی انرژی را نقض نمی‌کنند. آن‌ها فقط نحوه استفاده از نیرو را تغییر می‌دهند؛ یعنی ممکن است نیروی لازم را کاهش دهند، اما در مقابل، مسیر حرکت افزایش پیدا می‌کند. شناخت این ماشین‌ها به ما کمک می‌کند تا عملکرد بسیاری از وسایل روزمره را بهتر درک کنیم و مفاهیم مهم فیزیک را در زندگی واقعی ببینیم.با آرزوی موفقیتمهندس سعید نمازی@physics_school