भौतिकी में संतुलन प्रणाली की एक स्थिति है, जिसमें यह आसपास की वस्तुओं के सापेक्ष आराम में है। स्टैटिक्स संतुलन की स्थिति का अध्ययन है। तंत्र में से एक, जिसके संचालन के लिए संतुलन की स्थिति का ज्ञान मौलिक महत्व का है, लीवर है। लेख में विचार करें कि उत्तोलन किस प्रकार के होते हैं।
भौतिकी में क्या है?
लीवर के प्रकारों के बारे में बात करने से पहले (भौतिकी में, ग्रेड 7 इस विषय को पास करता है), आइए इस डिवाइस को परिभाषित करें। लीवर एक सरल तंत्र है जो आपको बल को दूरी में बदलने की अनुमति देता है और इसके विपरीत। लीवर में एक साधारण उपकरण होता है, इसमें एक बीम (बोर्ड, रॉड) होता है, जिसकी एक निश्चित लंबाई और एक समर्थन होता है। समर्थन की स्थिति निश्चित नहीं है, इसलिए यह बीम के बीच में और इसके अंत में दोनों स्थित हो सकता है। हम तुरंत ध्यान दें कि समर्थन की स्थिति आमतौर पर लीवर के प्रकार को निर्धारित करती है।
आदि काल से मनुष्य द्वारा प्रयोग किया जाता रहा है। तो, यह ज्ञात है कि प्राचीन मेसोपोटामिया या मिस्र में, इसकी मदद से, उन्होंने नदियों से पानी उठाया या बड़े पत्थरों को हटा दिया।विभिन्न संरचनाओं का निर्माण। प्राचीन ग्रीस में सक्रिय रूप से लीवर का उपयोग किया जाता था। इस सरल तंत्र के उपयोग से बचा हुआ एकमात्र लिखित प्रमाण प्लूटार्क का "समानांतर जीवन" है, जहां दार्शनिक आर्किमिडीज द्वारा ब्लॉक और लीवर की प्रणाली के उपयोग का एक उदाहरण देता है।
आघूर्ण की अवधारणा
भौतिकी में विभिन्न प्रकार के लीवरों के संचालन के सिद्धांत को समझना संभव है यदि आप विचाराधीन तंत्र के संतुलन के मुद्दे का अध्ययन करते हैं, जो बल के क्षण की अवधारणा से निकटता से संबंधित है।
बल का आघूर्ण वह मान है जो बल को उसके आवेदन के बिंदु से रोटेशन की धुरी तक की दूरी से गुणा करके प्राप्त किया जाता है। इस दूरी को "बल का कंधा" कहा जाता है। आइए क्रमशः एफ और डी - बल और उसके कंधे को निरूपित करें, फिर हमें मिलता है:
एम=एफडी
बल का क्षण पूरे सिस्टम की इस धुरी के चारों ओर घूमने की क्षमता प्रदान करता है। ज्वलंत उदाहरण जिनमें आप कार्रवाई में बल के क्षण का निरीक्षण कर सकते हैं, एक नट को रिंच से खोलना या एक हैंडल के साथ एक दरवाजा खोलना जो दरवाजे के टिका से दूर है।
टॉर्क एक सदिश राशि है। समस्याओं को हल करने में अक्सर इसके संकेत को ध्यान में रखना पड़ता है। यह याद रखना चाहिए कि कोई भी बल जो पिंडों के सिस्टम को वामावर्त घुमाता है, चिन्ह + के साथ बल का क्षण बनाता है।
लीवर बैलेंस
उपरोक्त आंकड़ा एक विशिष्ट लीवर को दर्शाता है और उस पर कार्य करने वाले बल चिह्नित हैं। बाद में लेख में कहा जाएगा कि यह है -पहली तरह का उत्तोलन। यहां, एफ और आर अक्षर क्रमशः एक बाहरी बल और भार के एक निश्चित भार को दर्शाते हैं। आप यह भी देख सकते हैं कि समर्थन केंद्र से ऑफसेट है, इसलिए भुजाओं की लंबाई dF और dR एक दूसरे के बराबर नहीं हैं।
सांख्यिकी में यह दिखाया गया है कि लीवर पूरे तंत्र के रूप में नहीं चलता है, उस पर कार्य करने वाले सभी बलों का योग शून्य के बराबर होना चाहिए। हमने उनमें से केवल दो को ही नोट किया है। दरअसल, एक तीसरा भी है, जो इन दोनों के विपरीत और उनके योग के बराबर है - यह समर्थन प्रतिक्रिया है।
लीवर को घूर्णी गति न करने के लिए, यह आवश्यक है कि बलों के सभी क्षणों का योग शून्य के बराबर हो। समर्थन के प्रतिक्रिया बल का कंधा शून्य है, इसलिए यह एक क्षण का निर्माण नहीं करता है। यह बल F और R के क्षणों को लिखना बाकी है:
आरडीआर- एफडीएफ=0=>
आरडीआर=एफडीएफ
एक सूत्र के रूप में दर्ज लीवर संतुलन की स्थिति, यह भी दिया गया है:
डीआर/डीएफ=एफ/आर
इस समानता का अर्थ है कि लीवर न घूमे, इसके लिए बाहरी बल को उठाने वाले भार के भार से कई गुना अधिक (कम) होना चाहिए, इस बल की भुजा कितनी गुना कम है (अधिक से अधिक) उस भुजा से जिस पर भार भार का कार्य करता है।
दिए गए शब्दों का अर्थ है कि विचाराधीन तंत्र की सहायता से हम कितनी बार रास्ते में जीत जाते हैं, हम ताकत में उतनी ही राशि खो देते हैं।
पहली तरह का लीवर
पिछले पैराग्राफ में दिखाया गया था। यहाँ हम केवल यह कहते हैं कि इस प्रकार के लीवर के लिए समर्थन कार्यवाहक बलों F और R के बीच स्थित है। भुजाओं की लंबाई के अनुपात के आधार पर, ऐसा लीवर कर सकता हैवजन उठाने और शरीर को गति देने के लिए दोनों का उपयोग किया जा सकता है।
यांत्रिक तराजू, कैंची, एक कील खींचने वाला, एक गुलेल पहली तरह के लीवर के उदाहरण हैं।
संतुलन की स्थिति में, हमारे पास समान लंबाई की दो भुजाएँ होती हैं, इसलिए लीवर का संतुलन तभी प्राप्त होता है जब बल F और R एक दूसरे के बराबर हों। इस तथ्य का उपयोग अज्ञात द्रव्यमान के पिंडों को संदर्भ मान से तुलना करके तौलने के लिए किया जाता है।
कैंची और एक कील खींचने वाला ताकत हासिल करने लेकिन रास्ते में हारने के प्रमुख उदाहरण हैं। हर कोई जानता है कि कैंची की धुरी के जितना करीब कागज की एक शीट रखी जाती है, उसे काटना उतना ही आसान होता है। इसके विपरीत, यदि आप कैंची की युक्तियों के साथ कागज को काटने की कोशिश करते हैं, तो इस बात की बहुत अधिक संभावना है कि वे इसे "चबाना" शुरू कर देंगे। कैंची या कील खींचने वाले का हैंडल जितना लंबा होगा, संबंधित ऑपरेशन करना उतना ही आसान होगा।
जहां तक गुलेल की बात है, यह रास्ते में एक लीवर की मदद से हासिल करने का एक ज्वलंत उदाहरण है, और इसलिए उस त्वरण में जो इसका कंधा प्रक्षेप्य को प्रदान करता है।
दूसरी तरह का लीवर
दूसरी तरह के सभी लीवर में, समर्थन बीम के एक छोर के पास स्थित होता है। यह व्यवस्था लीवर पर केवल एक कंधे की उपस्थिति की ओर ले जाती है। इस मामले में, भार का भार हमेशा समर्थन और बाहरी बल एफ के बीच स्थित होता है। दूसरी तरह के लीवर में बलों की व्यवस्था से एकमात्र उपयोगी परिणाम होता है: ताकत में लाभ।
इस प्रकार के उत्तोलन के उदाहरण हैं व्हीलबारो, जिसका उपयोग भारी भार ढोने के लिए किया जाता है, और नटक्रैकर। दोनों ही मामलों में, रास्ते में हुए नुकसान का कोई नकारात्मक मूल्य नहीं है। तो, मैनुअल के मामले मेंव्हीलबारो, चलते समय भार पर भार रखना ही महत्वपूर्ण है। इस मामले में, लगाया गया बल भार के भार से कई गुना कम होता है।
तीसरी तरह का लीवर
इस प्रकार के लीवर का डिज़ाइन कई मायनों में पिछले वाले के समान है। इस मामले में समर्थन भी बीम के सिरों में से एक पर स्थित है, और लीवर की एक ही भुजा है। हालांकि, इसमें अभिनय बलों का स्थान दूसरी तरह के लीवर की तुलना में पूरी तरह से अलग है। बल F लगाने का बिंदु भार के भार और सहारे के बीच होता है।
फावड़ा, बाधा, मछली पकड़ने वाली छड़ी और चिमटी इस प्रकार के उत्तोलन के उल्लेखनीय उदाहरण हैं। इन सभी मामलों में, हम रास्ते में जीत जाते हैं, लेकिन ताकत में एक महत्वपूर्ण नुकसान होता है। उदाहरण के लिए, चिमटी के साथ एक भारी भार धारण करने के लिए, आपको एक बड़ा बल F लगाने की आवश्यकता है, इसलिए इस उपकरण का उपयोग करने का मतलब इसके साथ भारी वस्तुओं को पकड़ना नहीं है।
निष्कर्ष में, हम ध्यान दें कि सभी प्रकार के लीवर एक ही सिद्धांत पर काम करते हैं। वे माल ले जाने के काम में लाभ नहीं देते हैं, लेकिन केवल आपको इस काम को इसके अधिक सुविधाजनक कार्यान्वयन की दिशा में पुनर्वितरित करने की अनुमति देते हैं।
