سطح شیبدار-گوه – پیچ

سطح شیبدار سطحی است که بازمین دارای زاویه باشد . مانند جاده های کوهستانی پلکان ساختمان – نردبان
تفاوت سطح شیبدار با اهرمها ، چرخ ومحورها ، وقرقره ها دراین است که ماشینهای قبلی همگی هنگام غلبه نیروی محرک برمقاوم یعنی هنگام حرکت نیروی محرک ونیروی مقاوم ماشین نیز حرکت می کند اما سطح شیبدار حرکتی ندارد والبته بازوی محرک وبازوی مقاوم هم ندارد .

در سطح شیبدار چون نیروی محرک روبه جلو ونیروی مقاوم روبه بالا حرکت می کند پس سطح شیبدار تغییرجهت نیرو دارد وچون نیروی محرک کم درمسافت طولانی ونیروی مقاوم زیاد در مسافتی کم جابجا می شود پس افزایش نیرو دارد .

درسطح شیبدارطول سطح شیبدار همواره از ارتفاع آن بیشتر است پس هرچه طول نسبت به ارتفاع بزرگتر باشد افزایش نیرو بیشتر خواهد بود . ومزیت مکانیکی آن هم نیزبیشترخواهد بود.مثلا اگر نردبانی را به دیواربچسبانیم بالارفتن از آن کار دشواری است اما اگر پایه آن را از دیوار دورتر کنیم راحت تر بالا می رویم وچنانچه نردبان را بزرگتر وباز هم از دیوار دورتر کنیم بسیار راحت تر بالا خواهیم رفت .
به وسیله سطح شیب دار می توانیم یک جسم سنگین را با وارد کردن نیرویی کوچک تر از وزن آن, به داخل کامیون منتقل می کنیم.

در این صورت به کمک یک نیروی کم اما در مسافتی طولانی, جسمی را به سمت بالا حرکت می دهیم.
اگر بخواهیم جسمی را در راستای قائم بلند کنیم باید نیرویی برابر وزن جسم (mg) به آن وارد کنیم ولی با استفاده از سطح شیب دار و با چشم پوشی از اصطکاک نیرویی کم تر از نیروی وزن (mgsinΘ) لازم است تا جسم را از سطح زمین بالا برد.

نکته: هر چه زاویه سطح شیب دار کوچک تر باشد نیروی کم تری برای بالابردن جسم لازم است در نتیجه طول سطح شیب دار نسبت به ارتفاع آن بیش تر خواهد شد.

نکته۱: در سطح شیب دار, طول سطح (L) جابه جایی نیروی محرک (dE) و ارتفاع سطح (h) جابه جایی نیروی مقاوم (dR) خواهد بود. هرگاه نیروی محرک به اندازه طول سطح شیب دار (L) جابه جا شود, نیروی مقاوم به اندازه ارتفاع سطح شیب دار (h) جابه جا خواهد شد.
dE = L , dR = h
نکته۲: برای آنکه بخواهیم سینوس یک زاویه را به دست آوریم از راه زیر استفاده می کنیم.

مزیت مکانیکی کامل سطح شیب دار از رابطه زیر به دست می آید.

با توجه به رابطه ی h=Lsin Θ داریم:

توجه: چون در عمل همیشه مقداری نیروی اصطکاک وجود دارد. بنابر این برای بالابردن جسم بر روی سطح شیب دار نیرویی بیش تر از mgsin Θ لازم است و مقدار نیروی محرک واقعی از رابطه ی زیر به دست می آید.
واقعی E = mgSinΘ + f(نیروی اصطکاک)
گوه
اگر دو سطح شیبدار را به هم بچسبانیم وسیله ای به نام گوه ساخته می شود . گوه نیز مانند سطح شیبدار عمل می کند با این تفاوت که سطح شیبدار ثابت است ولی گوه حرکت می کند . مانند لبه تیز چاقو – تبر – تیغ اصلاح و …….

در گوه نیز افزایش نیرو و تغییر هت نیرو وجود دارد مثلا هنگامی که می خواهیم تنه یک درخت را قطع کنیم بادست نمی توانیم اما با تبر یا به عبارتی با گوه می توانیم به راحتی انجام دهیم .
گوه های صنعتی:

در گوه ما نیرو را رو به پایین وارد می کنیم اما گوه نیرو را به طرفین وارد می کند مانند شکل زیر :
در گوه هرچه ارتفاع گوه از ضخامت ته گوه بیشتر باشد افزایش نیرو بیشتر است به تصاویر زیر توجه نمایید . در همه آنها ارتفاع گوه ۱۰سانتی متر فرض شده است اما ضخامت آنها با هم فرق می کند به نظر شما کدامیک راحت تر می تواند در یک چوب فرو رود ؟

یقینا گوه شماره ۲ زیرا ضخامت آن از بقیه کمتر است ولی ارتفاع آن با بقیه برابر است پس اگر گوه شماره ۱ را از طرفین بسائیم تابه شکل گوه شماره ۲ درآید تیزتر وبرنده تر می شود . از همین روش در تیزکردن چاقوها ولبه های تیز تبر وغیره استفاده می شود .
وقتی با پتک به گوه نیرو وارد می شود, گوه به جلو رانده می شود در نتیجه از طریق سطوح جانبی گوه, نیروی بزرگتری به هر طرف شکاف وارد می شود.

نکته۱: طول گوه جابه جایی نیروی محرک و ضخامت گوه, جابه جایی نیروی مقاوم است.
نکته۲: طول گوه را با L ضخامت گوه را با t نشان می دهند.
dE = L , dR = t
مزیت مکانیکی کامل گوه:

نکته: هر چه طول گوه نسبت به ضخامت گوه بیش تر باشد, یعنی گوه نازک تر باشد, مزیت مکانیکی کامل آن بیش تر است.

پیچ:

نوع دیگر ماشینهای ساده پیچ است

پیچ یک نوع سطح شیبدار مارپیچ است . در سطح شیدار گفتیم هر چه طول نسبت به ارتفاع بیشتر باشد مزیت مکانیکی بیشتر است پس افزایش نیرو بیشتر می شود یعنی ما نیروی کمتری وارد می کنیم .

حال تصور کنید در ساختمانی ۵ طبقه بخواهند پلکان بسازند اما جای کافی برای ساخت پلکان به صورت مستقیم وجود ندارد واگر بخواهند آنرا مستقیم بسازند شیب پلکان بسیار زیاد شده وبالارفتن از آن سخت می شود پس مجبوریم تا ابتدای پلکان را در فاصله دورتری از ساختمان قراردهیم مانند نردبانی که از دیوار دورتر می گذاریم ولی این کار نیز مقدور نمی باشد زیرا فضای زیادی از خیابان گرفته می شود .

به همین دلیل پلکان را به صورت مارپیچ می سازند یعنی مسافتی بیشتر بکار می بریم اما ارتفاع ساختمان تغییری نکرده یا جاده های کوهستانی با این که خود سطحی شیبدار است اما بازهم بخاطر آنکه ماشین نیروی کمتری وارد کندجاده را مارپیچ می سازند دراین صورت افزایش نیرو بیشتر می شود یا حتی پیچهای دروپنجره نیز هرچه فاصله بین دنده ها ی پیچ نزدیک تر باشد یعنی طول سطح شیبدار بیشتر است پس راحت تر پیچیده می شود .

به هر بر آمدگی پیچ یک دنده می گویند.
فاصله ی دو برآمدگی یا دو فرو رفتگی پیچ را پای پیچ می گویند.
پای پیچ با حرف P نمایش داده می شود.
هرگاه محیط پیچ یک دور کامل بچرخد پیچ به اندازه فاصله یک دنده تا دنده دیگر (پای پیچ) جابه جا می شود.
نکته: محیط پیچ جابه جایی نیروی محرک و پای پیچ, جابه جایی نیروی مقاوم است.
مزیت مکانیکی کامل پیچ از رابطه زیر به دست می آید.
علوم تجربی
نکته: از پیچ های استوانه ای برای اتصال قطعات فلزی و از پیچ های نوک تیز برای اتصال قطعات چوبی استفاده می شود.
از ترکیب پیچ و گوه, مته به وجود می آید.

Konular

علوم تجربی

Anasayfa

Konular

Tüm Konular

Konular

دانش ایرانیان : علوم طبیعی و ریاضی در دوره‌ی اسلامی

سطح شیبدار-گوه – پیچ

تفاوت علوم طبیعی و علوم اجتماعی

تغییر گونه های جانداران

رابرت بویل

ساخت واندوگراف

ویتامین ها(محلول در چربی – محلول در آب)

جستاری در اهمیت و ارزش علوم انسانی و رابطه آن با علوم طبیعی نوریه ریاضی

نیرو و انواع آن قسمت ۲

فیزیک چیست؟