6 प्रकार की सरल मशीनें कैसे काम करती हैं

भौतिकी में कार्य को किसी वस्तु को एक निश्चित दूरी पर ले जाने के लिए बल के प्रयोग के रूप में परिभाषित किया गया है ; कार्य का संरक्षण सरल मशीनों का मूल सिद्धांत है। साधारण मशीनें हमारे द्वारा सीधे लागू किए गए बल से अधिक बल उत्पन्न करती हैं; इन दोनों बलों के बीच का संबंध मशीन द्वारा प्रदान किया जाने वाला यांत्रिक लाभ है। जिन छह सरल मशीनों का हम यहां वर्णन करते हैं, वे हजारों वर्षों से उपयोग में हैं, और उनमें से कई का शारीरिक रूप से वर्णन ग्रीक दार्शनिक आर्किमिडीज द्वारा किया गया था , जो 287 और 212 ईसा पूर्व के बीच रहते थे। जब इन मशीनों को मिलाया जाता है तो वे और भी अधिक यांत्रिक लाभ उत्पन्न कर सकती हैं, जैसा कि साइकिल के मामले में होता है।

शब्द “मशीन” ( मशीना ) के उपयोग का पहला रिकॉर्ड ग्रीक में था, और यह आठवीं शताब्दी ईसा पूर्व में ग्रीक कवि होमर था, जिसने इसका इस्तेमाल राजनीतिक हेरफेर को संदर्भित करने के लिए किया था। ग्रीक नाटककार एशेकिलस, जो 523 और 426 ईसा पूर्व के बीच रहते थे, को नाट्य मशीनों के संदर्भ में शब्द का उपयोग करने का श्रेय दिया जाता है जैसे कि ड्यूस एक्स माकिना (“मशीन का देवता”)। यह मशीन एक क्रेन थी जो देवताओं की भूमिका निभाने वाले अभिनेताओं को मंच पर उठाती थी।

आइए छह प्रकार की आर्किमिडीज़ मशीनों को देखें:

उत्तोलक

एक लीवर एक साधारण मशीन है जिसमें एक कठोर वस्तु, लीवर (अक्सर झुकने के लिए प्रतिरोधी कुछ प्रकार की सामग्री से बना एक बार), और एक आधार या धुरी होती है। कठोर वस्तु के एक छोर पर बल लगाने से यह समर्थन बिंदु के चारों ओर घूमता है, जिससे बल का संचरण कठोर वस्तु के दूसरे छोर तक होता है। जहां बल लगाया जाता है, जहां संचरित बल प्राप्त किया जाता है, और लीवर पर फुलक्रम के स्थान के आधार पर लीवर के तीन वर्ग होते हैं। लीवर के उपयोग का पहला रिकॉर्ड 5000 ईसा पूर्व के आसपास एक संतुलन के रूप में था। आर्किमिडीज को वाक्यांश ” मुझे एक लीवर और समर्थन का एक बिंदु दें और मैं पृथ्वी को स्थानांतरित करूंगा ” का श्रेय दिया जाता है। सीसॉ और व्हीलबारो का प्रसिद्ध खेल लीवर के दैनिक उदाहरण हैं।

पहिया

एक पहिया एक गोलाकार वस्तु है जो इसके केंद्र में एक कठोर पट्टी, धुरी से जुड़ी होती है। पहिए पर लगाया गया बल धुरा को घुमाने का कारण बनता है, धुरी पर कार्य करने वाले बल के सापेक्ष वृत्ताकार वस्तु पर लागू बल को बढ़ाता है। वृत्ताकार वस्तु पर बल द्वारा तय की गई दूरी अक्ष पर संचरित बल द्वारा तय की गई दूरी से अधिक होगी, इस प्रकार कार्य का संरक्षण होगा, जैसा कि हमने इसे लेख की शुरुआत में परिभाषित किया था। इसके विपरीत, धुरा को घुमाने के लिए उस पर लगाया गया बल पहिया के घूर्णन में बदल जाता है, इस मामले में गति को बढ़ाता है, पहिया द्वारा तय की गई दूरी। एक पहिये की व्याख्या एक प्रकार के उत्तोलक के रूप में भी की जा सकती है जिसमें पहिया पर बल लगाया जाता है और उस बिंदु पर प्रेषित किया जाता है जहाँ अक्ष वृत्ताकार वस्तु से जुड़ता है।मेसोपोटामिया लगभग 3500 ई.पू. कार के टायर और साइकिल के पहिए पहिए और धुरी के संयोजन के सबसे आम उदाहरण हैं।

इच्छुक विमान

एक झुका हुआ विमान एक सपाट सतह है जो किसी अन्य सतह के साथ कोण बनाता है। उदाहरण के लिए, यदि आप किसी वस्तु को उठाना चाहते हैं, तो आप उसे सीधे उठाने के बजाय क्षैतिज तल के साथ एक निश्चित कोण बनाने वाली सतह पर स्लाइड कर सकते हैं। इस तरह हम अधिक दूरी पर एक छोटा बल लगाते हैं और उसी कार्य को बनाए रखते हैं जैसे कि हमने इसे सीधे उठा लिया हो। यह मूल रूप से सबसे सरल झुकाव वाला विमान है, एक रैंप; एक रैंप पर अधिक ऊंचाई पर चढ़ने के लिए उस ऊंचाई पर लंबवत चढ़ने की तुलना में कम बल की आवश्यकता होती है, लेकिन अधिक दूरी तय की जाती है। 10,000 से 8,500 ईसा पूर्व तक बड़ी इमारतों ( स्मारकीय वास्तुकला ) के निर्माण के लिए रैंप का उपयोग किया गया था । ऑन प्लेन इक्विलिब्रियम में आर्किमिडीज विभिन्न ज्यामितीय समतल आकृतियों के गुरुत्वाकर्षण के केंद्रों का वर्णन करते हैं।

पालना

पच्चर को अक्सर एक दोहरे झुकाव वाले विमान के रूप में माना जाता है (कील के दोनों किनारे झुके हुए विमान होते हैं) जो अपने पक्षों के साथ एक बल लगाने के लिए स्लाइड करता है। बल झुकाव वाली सतहों के लंबवत है, इसलिए यह दो वस्तुओं को अलग कर सकता है या एक वस्तु को दो भागों में विभाजित कर सकता है। कुल्हाड़ी, चाकू और छेनी कीलें हैं। डोर वेज किसी चीज को दो भागों में विभाजित करने के बजाय दरवाजे की गति को बाधित करने के लिए अपनी सतह के घर्षण बल का उपयोग करता है, लेकिन यह अभी भी मूल रूप से एक वेज है। कील सबसे पुरानी सरल मशीन है, जिसका उपयोग हमारे पूर्वज  होमो इरेक्टस  ने कम से कम 1.2 मिलियन वर्ष पहले पत्थर के औजार बनाने के लिए किया था।

पेंच

एक पेंच एक शाफ्ट है जिसकी सतह पर एक झुका हुआ खांचा होता है। जैसे ही स्क्रू घूमता है जब उसके अक्ष पर कुछ बल लगाए जाते हैं, तो बल स्लॉट के लंबवत संचरित होता है, इस प्रकार एक घूर्णी बल को एक रैखिक बल में बदल देता है। यह अक्सर वस्तुओं में शामिल होने के लिए उपयोग किया जाता है, जैसा कि विशिष्ट स्क्रू और बोल्ट के मामले में होता है। मेसोपोटामिया में बेबीलोनियों ने 7वीं शताब्दी ईसा पूर्व में पानी बढ़ाने के लिए पेंच विकसित किया ताकि वे एक नदी के पानी से एक बगीचे की सिंचाई कर सकें। इस मशीन को बाद में आर्किमिडीयन पेंच के रूप में जाना जाएगा।

चरखी

एक चरखी एक पहिया है जिसके किनारे पर एक खांचा होता है जहाँ एक रस्सी या केबल को जोड़ा जा सकता है। इसका उपयोग बल की दिशा बदलने के लिए किया जा सकता है या, लीवर या पहिया की तरह, परिणामी पर कम बल लगाने के लिए, लेकिन अधिक दूरी के लिए, दोनों बल इस प्रकार समान कार्य कर रहे हैं। लागू बल वह है जो रस्सी को छेड़ने के परिणामस्वरूप होता है। कॉम्प्लेक्स पुली सिस्टम का उपयोग किसी वस्तु को स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक बल को कम करने के लिए किया जा सकता है, पुली के संयोजन से जो बल की दिशा को पुली के साथ बदलते हैं जो बल को लागू करने को कम करते हैं। सातवीं शताब्दी ईसा पूर्व में बेबीलोनियों ने साधारण चरखी का इस्तेमाल किया; 400 ईसा पूर्व के आसपास यूनानियों द्वारा कई पुली के संयोजन वाली पहली जटिल चरखी प्रणाली का आविष्कार किया गया था।

सूत्रों का कहना है

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