اهرم ها

دید کلی

فرض کنید جسمی داخل ماشین قرار دارد، مزیت مکانیکی در خصوص ماشین نسبت بین نیرویی است که ماشین به جسم وارد می‌کند و نیرویی است که جسم به ماشین وارد می‌کند. مزیت مکانیکی نشان می‌دهد که ماشین نیروی وارده را چند برابر می‌کند. برای مثال ، شاید تصور کنید که استفاده از جک برای بلند کردن اتومبیل سبب می‌شود که ما کار کمتری برای بلند کردن آن انجام دهیم اما هرگز چنین نیست. می‌دانیم که برای بلند کردن اتومبیل باید مقدار معینی کار انجام شود، این مقدار با بکار گیری جک کاهش پیدا نمی‌کند، جک تنها کار را آسانتر می‌کند.

مثلا برای بلند کردن اتومبیل بدون استفاده از جک لازم است شما نیرویی بیش از 5000 نیوتن را بر آن وارد کنید، مسلما وارد کردن چنین نیرویی توسط شما غیر ممکن است. جک به شما کمک می‌کند تا شما با نیرویی در حدود 100 نیوتن اتومبیل را بلند کنید، در این صورت جک اتومبیل نیروی وارد بر آن را حدودا 50 برابر کرده است، لذا گفته می‌شود که مزیت مکانیکی این جک حدودا 50 است.

ماشین ساده

گروهی از ماشینها که پایه و اساس ساخت ماشینهای دیگر را تشکیل می‌دهند، ماشین ساده نامیده می‌شوند. ماشینهای دیگر حالت تغییر شکل یافته ماشین ساده یا ترکیبی از چند ماشین ساده با یکدیگر هستند.

اهرم نوع اول

اهرم میله بلندی است که محلی از آن به جایی تکیه دارد. برای مثال میله الاکلنگ را در نظر بگیرید، میله‌ای از وسط به محلی تکیه دارد، دو نیرو از دو انتهای میله بر میله اثر می‌کنند و سبب نوسان میله می‌شود. به فرض اگر نیروی محرک از سمت راست بر انتهای میله بطور قائم و به سمت پایین وارد شود به علت اثر این نیرو ، نیروی مقاوم بر انتهای دیگر میله و به سمت بالا در راستای قائم وارد می شود، فاصله بین نیروی محرک تا تکیه گاه بازوی محرک و فاصله بین نقطه اثر نیروی مقاوم تا تکیه گاه بازوی مقاوم نامیده می‌شود


.






ا


اهرم نوع دوم

در این نوع از اهرم تکیه گاه بر یکی از دو انتهای میله منطبق است، اگر نیروی محرک بر انتهای دیگر میله و بطور قائم به سمت بالا وارد شود، نیروی مقاوم بر وسط میله در راستای قائم و به سمت بالا وارد می‌شود. در این حالت نیروی مقاوم بین تکیه گاه و نیروی محرک قرار دارد.



اهرم نوع سوم

در این نوع اهرم که عکس نوع دوم است. میله از یکی از دو انتهای خود از بالا به تکیه گاه تکیه کرده است و نیروی محرک بر وسط میله اثر می‌کند، در راستای قائم و به سمت بالا و نیروی مقاوم بر انتهای دیگر میله و در راستای قائم به سمت بالا وارد می‌شود. در این نوع اهرم نیروی محرک بین تکیه گاه و نیروی مقاوم قرار دارد. مزیت مکانیکی اهرم همچون هر ماشین از نسبت نیروی محرک و مقاوم بدست می‌آید. البته اگر از اصطکاک صرفنظر کنیم، مزیت مکانیکی اهرم از نسبت طول بازوی محرک بر طول بازوی مقاوم هم بدست می‌آید