تحقیق در مورد اهرم ها کلاس پنجم/نهم ، تحقیق درباره اهرم ها کلاس پنجم/کلاس نهم،
مقاله آماده بصورت کامل قابل ویرایش در PDF و WORD
تاریخچه اهرم:
اهرم ها احتمالاً جزء اولین ابزارهایی هستند که در دوران ما قبل تاریخ توسط انسانها مورد استفاده قرار می گرفته اند.
ارشمیدس ریاضی دان یونانی(287-212 قبل از میلاد) اولین کسی بود که در 240 سال قبل از میلاد مسیح، اهرمها را توصیف کرد.
او گفته‌است:
«به من جایی برای ایستادن بدهید، من زمین را جابه‌جا خواهم کرد.»
اهرم ماشین ساده ای است که انجام کار را راحت تر می کند.
در تمامی اهرم ها یک بار یا وزنه را به کمک نیرو، حول یک تکیه گاه به حرکت در می آوریم.
بسیاری از ابزارهای ابتدایی ای که ما استفاده می کنیم، از اهرم تشکیل شده اند:
مثل قیچی (دو اهرم نوع اول)، انبردست (دو اهرم نوع اول)، میخ کش چکش (1 اهرم نوع دوم)، فندق شکن (2 اهرم نوع دوم) و انبر (2 اهرم نوع سوم).
تعریف اهرم:
اهرم یک ماشین ساده است که به طور کلی از یک میله ساده تشکیل شده است که به دور یک نقطه می چرخد.
اهرم یک ماشین ساده است که از یک جسم سخت و یک تکیه گاه تشکیل شده است.
نیرو وارد شده یا نیروی ورودی و بار که به عنوان نیروی خروجی عمل می‌کند بر روی اهرم اثر می‌کنند.
تکیه گاه نقطه‌ای است که اهرم حول آن می‌چرخد. وقتی نیرو به یک سمت اهرم وارد می‌شود، این نیرو به سمت دیگر اهرم یعنی بار منتقل می‌شود و باعث حرکت بار به سمت بالا می‌شود.
قسمت‌های مختلف اهرم
هر اهرم از 3 قسمت هایی تشکیل شده است:
۱- تکیه گاه
۲- نقطه اثر نیروی محرک ( قسمتی که به آن نیرو وارد می کنیم.) تحقیق در مورد اهرم ها کلاس پنجم/نهم
۳- نقطه اثر نیروی مقاوم( قسمتی که اهرم بر جسم نیرو وارد می کند.)
نیروی ورودی و نیروی خروجی می توانند به هر دو طرف میله اعمال شوند.
تکیه گاه نقطه ای است که میله روی آن می چرخد. نیروی وارد به اهرم در یک نقطه باعث می شود که نیروی دیگری در نقطه دیگری روی اهرم به نیروی مقاوم (جسم) وارد شود.
هنگامی که نیرویی بر یک سر اهرم اعمال می شود، نیرویی به انتهای دیگر اهرم نیز وارد می شود که این نیرو می تواند یک جسم را حرکت دهد.اهرم در حقیقت نیروی ورودی را تقویت می کند تا نیروی خروجی بیشتری را ایجاد کند.
به فاصله تکیه گاه تا محل نیرو بازوی محرک و از تکیه گاه تا جسم را بازوی مقاوم می‌نامند.
انواع اهرم:
اهرم نوع اول :
در این نوع اهرم ها ، تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاومت قرار می گیرد. شماتیک اهرمهای نوع اول را می توانید در شکل زیر مشاهده کنید. تاب ، ترازو ، قیچی و انبر نمونه هایی از اهرم های نوع اول هستند.
بسته به اینکه بازوی محرک بزرگتر یا کوچکتر از بازوی مقاومت است یا هر دو اندازه یکسانی دارند ، سه حالت مختلف را می توان برای این اهرم ها تصور کرد.
الف- حالت اول :
بازوی محرک = بازوی مقاوم : مزیت مکانیکی این اهرم 1 است.
تکیه گاه در وسط نیروی محرک و نیروی مقاوم قرار دارد.
یعنی بازوی محرک مساوی بازوی مقاوم است.
در این حالت اهرم علاوه بر انتقال نیرو،فقط برای تغییر جهت نیرو به کار می رود برای درک چگونگی کار اهرم در این حالت، یک ترازوی دو کفه ای را در نظر بگیرید. وقتی به یک طرف ترازو نیرویی به سمت پایین وارد می شود ، آن سمت به طرف پایین و سمت دیگر به طرف بالا حرکت می کند.
الاکلنگ و قرقره ی ثابت مثالهای دیگری از این نوع اهرم هستند. مزیت مکانیکی این اهرم 1 است.
ب- حالت دوم :
بازوی محرک > بازوی مقاوم : مزیت مکانیکی بیشتر از 1.
اگر بازوی محرک بزرگتر از بازوی مقاوم باشد یا به عبارت دیگر نیروی مقاوم ( جسم ) به تکیه گاه نزدیک تر باشد،علاوه بر انتقال نیرو و تغییر جهت نیرو، مقدار نیرو نیز افزایش می یابد و نیرو و انرژی کمتری برای تعادل مورد نیاز است.
مانند دیلم، انبردست، میخ کش، قیچی باغبانی، قیچی آهن بری، دَم باریک و سیم چین. تحقیق در مورد اهرم ها کلاس پنجم/نهم
پ- حالت سوم :
بازوی محرک< بازوی مقاوم : مزیت مکانیکی کمتر از 1 .
اگر بازوی مقاوم بزرگتر از بازوی محرک باشد یا به عبارت دیگر تکیه گاه به نیروی محرک نزدیکتر باشد علاوه بر انتقال نیرو و تغییر جهت نیرو، مسافت و سرعت اثر نیرو هم زیاد می شود یعنی نیرو با سرعتی بیش تر در مسافت بیش تری اثر می کند.(موجب صرفه جویی در زمان می شود) مانند:
قیچی کاغذ بری و قیچی خیاطی.
توجه :
در اهرم نوع اول در همه ی حالتها نیروی محرک و نیروی مقاوم در دوجهت مخالف حرکت می کنند. پس همیشه برای تغییر جهت نیرو به کار می روند.
مثال هایی از اهرام نوع 1 در حالت های مختلف:
اهرم نوع دوم:
بازوی محرک> بازوی مقاوم : مزیت مکانیکی بیشتر از 1 .
در اهرم نوع دوم، نیروی مقاوم بین تکیه‌گاه و نیروی محرک قرار می‌گیرد. از جمله اهرمهای نوع دوم می‌توان به درِ اتاق، در بازکن کنسرو، جک اتومبیل، چرخ دستی و فندق‌شکن اشاره کرد.
مثال هایی از اهرام نوع 2 :
اهرم نوع سوم:
بازوی محرک< بازوی مقاوم : مزیت مکانیکی کمتر از 1 .
در اهرم نوع سوم، نیروی محرک در وسط و تکیه‌گاه و نیروی مقاوم در دو طرف آن قرار می‌گیرند.
اهرمهای نوع سوم را می‌توان در بازوی انسان، راکت تنیس، جاروی دستی بلند، بیل، قاشق و منگنه مشاهده کرد.
مثال هایی از اهرام نوع 3:
مزیت اهرمهای نوع سوم
مزیت اهرم نوع سوم این است که نیروی خروجی در مسافت بیشتری نسبت به نیروی ورودی اعمال می‌شود. انتهای خروجی اهرم باید سریعتر از انتهای ورودی حرکت کند تا مسافت بیشتری را پوشش دهد.
جارو هنگامی که از آن برای جارو کردن کف استفاده می‌شود اهرم نوع سه است ،بنابراین انتهای خروجی اهرم سریعتر از انتهای ورودی حرکت می‌کند.
این موضوع چه ویژگی دارد؟
پاسخ: با حرکت سریعتر جارو بر روی زمین، جارو کار را سریعتر انجام می‌دهد.
مقایسه انواع اهرم ها با یکدیگر
— هر سه کلاس اهرم کار را آسان می‌کنند، اما آ‌ن‌ها این کار را به روش‌های مختلف انجام می‌دهند.
وقتی نیروهای ورودی و خروجی در دو طرف مخالف تکیه گاه قرار داشته باشند، اهرم جهت نیروی وارد شده را تغییر می‌دهد. این فقط در اهرمهای نوع یک اتفاق می‌افتد.
—وقتی هر دو نیروی ورودی و خروجی در یک سمت از تکیه گاه قرار بگیرند، جهت نیروی اعمال شده تغییر نمی‌کند. این حالت نیز در اهرمهای نوع دوم و نوع سوم رخ می‌دهد.
— هنگامی که نیروی محرک دورتر از تکیه گاه نسبت به نیروی مقاوم اعمال شود، نیروی مقاوم بیشتر از نیروی محرک است و مزیت مکانیکی ایده آل بیشتر از 1 است.
این حالت همیشه در اهرمهای نوع دوم اتفاق می‌افتد و گاهی ممکن است در اهرمهای نوع اول نیز این حالت رخ دهد.
— هنگامی که نیروی محرک نزدیکتر از نیروی مقاوم به محل تکیه‌گاه اعمال می‌شود، نیروی خروجی کمتر از نیروی ورودی است و مزیت مکانیکی ایده آل کمتر از 1 است.
این حالت همیشه در اهرمهای نوع سوم اتفاق می‌افتد و گاهی ممکن است در اهرمهای نوع یک نیز رخ دهد.
— هنگامی که نیروهای محرک و مقاوم با تکیه گاه فاصله یکسانی داشته باشند، نیروی خروجی برابر با نیروی ورودی است و مزیت مکانیکی ایده آل 1 است.
این حالت فقط در اهرمهای نوع یک اتفاق می‌افتد. تحقیق در مورد اهرم ها کلاس پنجم/نهم
مثال‌هایی از اهرم در زندگی روزمره
مثال ساده‌ای برای اهرمها عبارتند از انبردست، الکلنگ، فرغون و میخ کش می‌باشد. برای مثال میخ کش یک اهرم نوع اول است.
که تکیه‌گاه بین جسم(نیروی مقاوم)، نیرو(نیروی محرک ) قرار دارد .
- فندق شکن ، فندق را راحت می‌شکند.
- پنس ، قطعات ریز را راحت بر می‌دارد.
- چیزی را که چاقو به سختی می‌برد، قیچی راحت می‌برد.
- آچار فرانسه خیلی راحت مهره را سفت می‌کند.
- سیم چین خیلی راحت سیم را می‌برد یا لخت می‌کند.
- درب بازکن بطری ، جارو ،انتهای چکش، در ، قلاب ماهی گیری، آبمیوه گیری دستی،کلید برق ، ناخن گیر، انبر، قیچی، اره مویی ،منگنه ، موچین ،چرخ دستی
تهیه و تنظیم : سایت کلاس درسی
دیدگاه کاربران ...
جهت رفع سوالات و مشکلات خود از سیستم پشتیبانی سایت استفاده نمایید .
دیدگاه ارسال شده توسط شما ، پس از تایید توسط مدیران سایت منتشر خواهد شد.
دیدگاهی که به غیر از زبان فارسی یا غیر مرتبط با مطلب باشد منتشر نخواهد شد.