यांत्रिक लाभ उपकरण

बीम एक आधार के चारों ओर संतुलित है

एक साधारण मशीन जो यांत्रिक लाभ प्रदर्शित करती है उसे यांत्रिक लाभ उपकरण कहा जाता है - जैसे:

• उत्तोलक: दिखाया गया बीम (संरचना) विकट के चारों ओर स्थिर संतुलन में है: आधार। यह सदिश बल ए वामावर्त (क्षण ए*ए) द्वारा बनाए गए क्षण (भौतिकी) के वेक्टर बल बी दक्षिणावर्त (क्षण बी) द्वारा बनाए गए क्षण के साथ संतुलन में होने के कारण है *बी)। अपेक्षाकृत कम सदिश बल बी को अपेक्षाकृत उच्च सदिश बल ए में अनुवादित किया जाता है। इस प्रकार बल ए: बी के अनुपात में बढ़ जाता है, जो आधार बी: ए की दूरी के अनुपात के बराबर है। इस अनुपात को यांत्रिक लाभ कहा जाता है। यह आदर्श स्थिति घर्षण को ध्यान में नहीं रखती है।
• पहिया और धुरी की गति (उदाहरण के लिए [[ पेंचकस ]], दरवाज़े के हैंडल): एक पहिया अनिवार्य रूप से एक लीवर होता है जिसकी एक भुजा धुरी और पहिये के बाहरी बिंदु के बीच की दूरी होती है, और दूसरी भुजा धुरी की त्रिज्या होती है। आमतौर पर यह काफी बड़ा अंतर होता है, जिससे आनुपातिक रूप से बड़ा यांत्रिक लाभ होता है। यह लकड़ी के ब्लॉकों में चलने वाले लकड़ी के धुरों वाले साधारण पहियों को भी स्वतंत्र रूप से घूमने की अनुमति देता है, क्योंकि उनका घर्षण यांत्रिक लाभ से गुणा किए गए पहिये के घूर्णी बल से अभिभूत होता है।
• कई घिरनी का एक अवरूद्ध करें और निपटे, बारी-बारी से कई पुली पर लचीली सामग्री को लूप करके, यांत्रिक लाभ पैदा करता है। अधिक लूप और पुली जोड़ने से यांत्रिक लाभ बढ़ जाता है।
• पेंच: पेंच मूलतः एक सिलेंडर के चारों ओर लिपटा हुआ एक झुका हुआ तल होता है। इस झुके हुए तल के उत्थान पर चलना एक पेंच का यांत्रिक लाभ है।

पुली

यांत्रिक लाभ को दर्शाने वाली रस्सी और चरखी प्रणालियों के उदाहरण।

रस्सी और पुली से वजन उठाने पर विचार करें। एक रस्सी को एक निश्चित स्थान से जुड़ी चरखी के माध्यम से घुमाया जाता है, जैसे एक खलिहान की छत की छत, और वजन से जुड़ी हुई एक चरखी कहलाती है। इसका एक यांत्रिक लाभ (एमए) = 1 है (चरखी में घर्षण रहित बीयरिंग मानते हुए), कोई यांत्रिक लाभ (या नुकसान) नहीं होता है, हालांकि दिशा में परिवर्तन फायदेमंद हो सकता है।

एक एकल चल चरखी का एमए 2 है (चरखी में घर्षण रहित बीयरिंग मानते हुए)। उठाए जा रहे वजन से जुड़ी एक चरखी पर विचार करें। एक रस्सी इसके चारों ओर से गुजरती है, जिसका एक सिरा ऊपर एक निश्चित बिंदु से जुड़ा होता है, जैसे एक खलिहान की छत, और दो लंबाई समानांतर के साथ दूसरे छोर पर एक खींचने वाला बल लगाया जाता है। इस स्थिति में भारोत्तोलक को रस्सी खींचने की दूरी वजन द्वारा तय की गई दूरी से दोगुनी हो जाती है, जिससे लगाया गया बल आधा हो जाता है। नोट: यदि रस्सी की दिशा बदलने के लिए एक अतिरिक्त चरखी का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए कार्य करने वाला व्यक्ति छत के बजाय जमीन पर खड़ा होना चाहता है, इससे यांत्रिक लाभ नहीं बढ़ता है।

अधिक पुली के चारों ओर अधिक रस्सियाँ लगाकर हम यांत्रिक लाभ को बढ़ाने के लिए एक ब्लॉक और टैकल का निर्माण कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, यदि हमारे पास राफ्टर से जुड़ी दो पुली हैं, वजन से जुड़ी दो पुली हैं, एक छोर राफ्टर से जुड़ा हुआ है, और कोई राफ्टर पर खड़ा होकर रस्सी खींच रहा है, तो हमें चार का यांत्रिक लाभ होता है। फिर से ध्यान दें: यदि हम एक और चरखी जोड़ते हैं ताकि कोई जमीन पर खड़ा हो सके और नीचे खींच सके, तब भी हमें चार का यांत्रिक लाभ होता है।

यहां ऐसे उदाहरण दिए गए हैं जहां निश्चित बिंदु स्पष्ट नहीं है:

• जूते पर वेल्क्रो का पट्टा एक स्लॉट से होकर गुजरता है और अपने आप मुड़ जाता है। स्लॉट एक चल चरखी है और एमए = 2।
• एक ऊंचे मंच से जुड़े रैंप पर दो रस्सियाँ बिछाई गईं। एक बैरल को रस्सियों पर घुमाया जाता है और रस्सियों को बैरल के ऊपर से गुजारा जाता है और रैंप के शीर्ष पर दो श्रमिकों को सौंप दिया जाता है। बैरल को ऊपर तक ले जाने के लिए श्रमिक रस्सियों को एक साथ खींचते हैं। बैरल एक चल चरखी है और एमए = 2। यदि बैरल और रैंप के बीच रस्सी को पिन करने पर पर्याप्त घर्षण है, तो पिंच बिंदु लगाव बिंदु बन जाता है। इसे एक निश्चित अनुलग्नक बिंदु माना जाता है क्योंकि बैरल के ऊपर की रस्सी रैंप के सापेक्ष नहीं चलती है। वैकल्पिक रूप से रस्सी के सिरों को प्लेटफॉर्म से जोड़ा जा सकता है।

पेंच

स्क्रू के लिए सैद्धांतिक यांत्रिक लाभ की गणना निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है:

$MA={\frac {\pi d_{m}}{l}}$

कहाँ

डी_m= पेंच धागे का माध्य व्यास

l = स्क्रू थ्रेड का नेतृत्व (इंजीनियरिंग) ।

ध्यान दें कि स्क्रू सिस्टम का वास्तविक यांत्रिक लाभ अधिक होता है, क्योंकि स्क्रूड्राइवर या अन्य स्क्रू ड्राइविंग सिस्टम का यांत्रिक लाभ भी होता है।

• झुका हुआ तल: MA = ढलान की लंबाई ÷ ढलान की ऊंचाई

यह भी देखें

• संतुलित आर्म लैंप
• गियर अनुपात

संदर्भ

ग्रन्थसूची

• Fisher, Len (2003), How to Dunk a Doughnut: The Science of Everyday Life, Arcade Publishing, ISBN 978-1-55970-680-3.
• United States Bureau of Naval Personnel (1971), Basic machines and how they work (Revised 1994 ed.), Courier Dover Publications, ISBN 978-0-486-21709-3.

बाहरी संबंध

• Gears and pulleys
• Mechanical engineering — pulleys
• Mechanical advantage — video