Fizikada tarazlıq sistemin ətrafdakı cisimlərə nisbətən sükunətdə olduğu bir vəziyyətdir. Statika tarazlıq şərtlərinin öyrənilməsidir. Fəaliyyəti üçün tarazlıq şərtlərini bilmək prinsipial əhəmiyyət kəsb edən mexanizmlərdən biri də qoldur. Məqalədə leverajın hansı növləri olduğunu nəzərdən keçirin.
Fizikada bu nədir?
Rıçaqların növləri haqqında danışmazdan əvvəl (fizikada 7-ci sinif bu mövzudan keçir), gəlin bu cihazı müəyyənləşdirək. Qolu, gücü məsafəyə və əksinə çevirməyə imkan verən sadə bir mexanizmdir. Qolu sadə bir cihaza malikdir, o, müəyyən bir uzunluğa malik olan bir şüa (lövhə, çubuq) və bir dayaqdan ibarətdir. Dəstəyin mövqeyi sabit deyil, buna görə də həm şüanın ortasında, həm də sonunda yerləşə bilər. Dərhal qeyd edirik ki, dəstəyin mövqeyi ümumiyyətlə qolun növünü müəyyən edir.
Sonuncu insan tərəfindən qədim zamanlardan istifadə edilmişdir. Belə ki, məlumdur ki, qədim Mesopotamiyada və ya Misirdə onun köməyi ilə çaylardan su çıxarmış və ya nəhəng daşları köçürmüşlər.müxtəlif strukturların tikintisi. Qədim Yunanıstanda qolu aktiv şəkildə istifadə etdi. Bu sadə mexanizmin istifadəsindən sağ qalan yeganə yazılı sübut Plutarxın "Paralel Həyatlar" əsəridir, burada filosof Arximed tərəfindən bloklar və rıçaqlar sistemindən istifadə nümunəsini verir.
Fırlanma momenti anlayışı
Fizikada müxtəlif növ rıçaqların işləmə prinsipini başa düşmək, güc momenti anlayışı ilə sıx bağlı olan, nəzərdən keçirilən mexanizmin tarazlığı məsələsini öyrənsəniz mümkündür.
Qüvvə momenti qüvvənin tətbiq olunduğu yerdən fırlanma oxuna qədər olan məsafəyə vurulması nəticəsində alınan qiymətdir. Bu məsafəyə “qüvvənin çiyni” deyilir. F və d - müvafiq olaraq qüvvəni və onun çiynini işarə edək, onda alırıq:
M=Fd
Qüvvət anı bütün sistemin bu oxu ətrafında fırlanma qabiliyyətini təmin edir. Qüvvənin hərəkət anını müşahidə edə biləcəyiniz parlaq nümunələr açarla qozun açılması və ya qapının menteşələrindən uzaq olan tutacağı ilə qapının açılmasıdır.
Fırlanma momenti vektor kəmiyyətdir. Problemləri həll edərkən çox vaxt onun işarəsini nəzərə almaq lazımdır. Yadda saxlamaq lazımdır ki, cisimlər sisteminin saat əqrəbinin əksinə fırlanmasına səbəb olan hər hansı qüvvə + işarəsi ilə qüvvə momenti yaradır.
Lever balans
Yuxarıdakı rəqəm tipik qolu göstərir və ona təsir edən qüvvələr qeyd olunub. Daha sonra məqalədə deyiləcək ki, bu -birinci növ rıçaq. Burada F və R hərfləri müvafiq olaraq xarici qüvvəni və yükün müəyyən çəkisini bildirir. Siz həmçinin dəstəyin mərkəzdən ofset olduğunu görə bilərsiniz, ona görə də qolların uzunluğu dF və dR bir-birinə bərabər deyil.
Statikada göstərilir ki, rıçaq bütöv mexanizm kimi hərəkət etmir, ona təsir edən bütün qüvvələrin cəmi sıfıra bərabər olmalıdır. Biz onlardan yalnız ikisini qeyd etdik. Əslində, bu ikisinin əksi və onların cəminə bərabər olan üçüncüsü də var - bu dəstək reaksiyasıdır.
Rolun fırlanma hərəkətləri etməməsi üçün qüvvələrin bütün momentlərinin cəminin sıfıra bərabər olması lazımdır. Dəstəyin reaksiya qüvvəsinin çiyni sıfırdır, buna görə də bir an yaratmır. F və R qüvvələrinin anlarını yazmaq qalır:
RdR- FdF=0=>
RdR=FdF
Düstur kimi qeydə alınmış qolu tarazlıq vəziyyəti, həmçinin verilmişdir:
dR/dF=F/R
Bu bərabərlik o deməkdir ki, qolun fırlanmaması üçün xarici qüvvə qaldırılan yükün ağırlığından dəfələrlə çox (az) olmalıdır, bu qüvvənin qolu neçə dəfə azdır (daha böyük) yükün yükə təsir etdiyi qoldan daha böyükdür.
Verilən ifadə o deməkdir ki, biz nəzərdən keçirilən mexanizmin köməyi ilə yolda neçə dəfə qalib gəliriksə, eyni gücü itiririk.
Birinci növ qolu
Əvvəlki paraqrafda göstərilib. Burada sadəcə deyirik ki, bu tip bir qolu üçün dəstək F və R hərəkət edən qüvvələr arasında yerləşir. Qolların uzunluqlarının nisbətindən asılı olaraq belə bir qoluhəm ağırlıq qaldırmaq, həm də bədənə sürət vermək üçün istifadə edilə bilər.
Mexanik tərəzi, qayçı, dırnaq dartıcı, katapult birinci növ rıçaqlara misaldır.
Tarazlıq vəziyyətində eyni uzunluqda iki qolumuz var, buna görə də qolu tarazlığı yalnız F və R qüvvələri bir-birinə bərabər olduqda əldə edilir. Bu fakt naməlum kütləyə malik cisimləri istinad dəyəri ilə müqayisə edərək onu çəkmək üçün istifadə olunur.
Qayçı və dırnaq dartıcı güc qazanmağın, lakin yol boyu itirməyin əsas nümunələridir. Hər kəs bilir ki, qayçı oxuna nə qədər yaxın bir vərəq qoyulsa, onu kəsmək bir o qədər asan olar. Əksinə, qayçı ucları ilə kağız kəsməyə cəhd etsəniz, onların onu "çeynəməyə" başlaması ehtimalı yüksəkdir. Qayçı və ya dırnaq dartıcısının sapı nə qədər uzun olarsa, müvafiq əməliyyatı yerinə yetirmək bir o qədər asan olar.
Katapulta gəldikdə, bu, yolda qolun köməyi ilə qazanmağın və buna görə də çiyninin mərmiyə verdiyi sürətlənmənin parlaq nümunəsidir.
İkinci növ qolu
İkinci növ bütün qollarda dayaq şüanın uclarından birinin yaxınlığında yerləşir. Bu tənzimləmə qolda yalnız bir çiyin olmasına gətirib çıxarır. Bu zaman yükün çəkisi həmişə dayaq və xarici qüvvə F arasında yerləşir. İkinci növ rıçaqda qüvvələrin düzülüşü yeganə faydalı nəticəyə gətirib çıxarır: gücün artması.
Bu cür rıçaqlara misal olaraq ağır yükləri daşımaq üçün istifadə edilən təkər arabası və selkunçini göstərmək olar. Hər iki halda yol boyu itkilərin heç bir mənfi dəyəri yoxdur. Beləliklə, dərslik vəziyyətindətəkər arabaları, yalnız hərəkət edərkən yükü ağırlıqda saxlamaq vacibdir. Bu halda, tətbiq olunan qüvvə yükün ağırlığından bir neçə dəfə az olur.
Üçüncü növ qol
Bu növ qolun dizaynı bir çox cəhətdən əvvəlkinə bənzəyir. Bu vəziyyətdə dəstək də şüanın uclarından birində yerləşir və qolun tək qolu var. Bununla birlikdə, orada fəaliyyət göstərən qüvvələrin yeri ikinci növ bir qoldan tamamilə fərqlidir. F qüvvəsinin tətbiqi nöqtəsi yükün çəkisi ilə dayaq arasındadır.
Kürək, şlaqbaum, çubuq və maqqaş bu cür rıçaqların parlaq nümunələridir. Bütün bu hallarda yolda qalib gəlirik, amma gücdə ciddi itki var. Məsələn, ağır yükü cımbızla saxlamaq üçün böyük F qüvvəsi tətbiq etməlisiniz, ona görə də bu alətdən istifadə onunla ağır əşyaların tutulması demək deyil.
Sonda qeyd edirik ki, bütün növ rıçaqlar eyni prinsip əsasında işləyir. Onlar malların daşınması işində qazanc vermir, ancaq bu işi daha rahat həyata keçirmək istiqamətində yenidən bölüşdürməyə imkan verir.
