সরল মেশিনগুলি এমন ডিভাইস যা আমাদেরকে আরও বেশি দূরত্বের উপর বল প্রয়োগ করার অনুমতি দিয়ে বা বল প্রশস্ত করে কাজকে সহজ করে তোলে। তারা আরও জটিল মেশিনের মৌলিক বিল্ডিং ব্লক এবং পদার্থবিদ্যায় গতির অধ্যয়নের সাথে গভীরভাবে একত্রিত হয়। এই পাঠটি ছয়টি ধ্রুপদী সাধারণ মেশিনের উপর ফোকাস করে: লিভার, চাকা এবং অ্যাক্সেল, পুলি, বাঁকানো সমতল, স্ক্রু এবং কীলক, কীভাবে তারা কাজ সম্পাদন করতে গতি এবং বল পরিবর্তন করে তা অন্বেষণ করে।
সাধারণ মেশিনের সুনির্দিষ্ট বিষয়ে ডাইভিং করার আগে, কাজের ধারণাটি বোঝা অপরিহার্য। কাজ, পদার্থবিদ্যায়, একটি বস্তুর উপর প্রয়োগ করা বল হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যে দূরত্বের উপর এটি প্রয়োগ করা হয়েছে। গাণিতিকভাবে, এটি এভাবে প্রকাশ করা হয়:
\( W = F \times d \)যেখানে \(W\) হল কাজ, \(F\) হল প্রয়োগ করা বল, এবং \(d\) হল দূরত্ব। সাধারণ মেশিনগুলি হয় প্রয়োগ করা বল বা দূরত্ব পরিবর্তন করে যার উপর বল প্রয়োগ করা হয়, কাজের মোট পরিমাণ পরিবর্তন না করে কীভাবে কাজ করা হয় তা পরিবর্তন করে।
একটি লিভার হল একটি অনমনীয় বার যা ফুলক্রাম নামক একটি নির্দিষ্ট বিন্দুর চারপাশে ঘোরে। এটি মোমেন্টের নীতিতে কাজ করে, যেখানে ফুলক্রামের একপাশে থাকা মুহূর্ত (টর্ক) অন্য দিকের মুহুর্তের সাথে ভারসাম্যপূর্ণ। মুহূর্তটি প্রয়োগকৃত বলের গুণফল এবং ফুলক্রাম থেকে দূরত্ব, এবং এটি দ্বারা দেওয়া হয়েছে:
\( \textrm{মুহূর্ত} = F \times d \)প্রয়োগকৃত শক্তি, ফুলক্রাম এবং লোডের আপেক্ষিক অবস্থানের উপর নির্ভর করে লিভারগুলিকে তিন প্রকারে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। একটি সীসা একটি প্রথম-শ্রেণীর লিভারের একটি সর্বোত্তম উদাহরণ, যেখানে ফুলক্রাম বল এবং লোডের মধ্যে থাকে।
চাকা এবং অ্যাক্সেল একটি ছোট ব্যাসের অক্ষের সাথে সংযুক্ত একটি বড় ব্যাসের চাকা নিয়ে গঠিত। চাকা (বা অ্যাক্সেল) ঘুরানোর ফলে অন্য অংশটি সরে যায়, কার্যকরভাবে বল বা গতি বৃদ্ধি করে। যান্ত্রিক সুবিধা, যে ফ্যাক্টর দ্বারা একটি যন্ত্র তার মধ্যে রাখা বলকে গুণ করে, চাকা এবং অ্যাক্সেলের ব্যাসার্ধের উপর নির্ভর করে:
\( \textrm{যান্ত্রিক সুবিধা} = \frac{\textrm{চাকার ব্যাসার্ধ}}{\textrm{এক্সেলের ব্যাসার্ধ}} \)এই সাধারণ মেশিনটি উইন্ডমিল এবং গাড়ির স্টিয়ারিং সিস্টেমের মতো ডিভাইসগুলিতে দেখা যায়, এটি প্রদর্শন করে যে কীভাবে কম পরিশ্রমে ঘূর্ণন গতি সহজতর হয়।
একটি কপিকল হল একটি অক্ষের উপর একটি চাকা যা একটি দড়ি বা তারের চলাচলকে সমর্থন করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। পুলিগুলি প্রয়োগ করা শক্তির দিক পরিবর্তন করতে পারে, প্রায়শই একটি লোড তুলতে প্রয়োজনীয় বল হ্রাস করে। একটি একক স্থির কপিকল কোন যান্ত্রিক সুবিধা প্রদান করে না, তবে পুলির একটি সিস্টেম (ব্লক এবং ট্যাকল) ওজন বিতরণের মাধ্যমে ভারী বস্তু উত্তোলনের জন্য প্রয়োজনীয় বলকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে। একটি কপিকল সিস্টেমের যান্ত্রিক সুবিধা লোড সমর্থনকারী দড়ি বিভাগের সংখ্যার সমান:
\( \textrm{যান্ত্রিক সুবিধা} = \textrm{সাপোর্টিং দড়ি সেগমেন্টের সংখ্যা} \)একটি আনত সমতল হল একটি সমতল পৃষ্ঠ যা অনুভূমিক কোণে কাত। এটি একটি দীর্ঘ দূরত্বে কাজ ছড়িয়ে দিয়ে আরো সহজে একটি লোড উত্তোলনের অনুমতি দেয়। ঝুঁকে থাকা সমতল যত দীর্ঘ হবে, কোনো বস্তুকে একটি নির্দিষ্ট উচ্চতায় তুলতে তত কম বল প্রয়োজন। একটি আনত সমতলের যান্ত্রিক সুবিধা দ্বারা নির্ধারিত হয়:
\( \textrm{যান্ত্রিক সুবিধা} = \frac{\textrm{ইনলাইনের দৈর্ঘ্য}}{\textrm{ইনলাইনের উচ্চতা}} \)এই নীতিটি র্যাম্প এবং স্লাইডে প্রয়োগ করা হয়, ট্রাকে পণ্য লোড করা বা ভারী আসবাবপত্র সরানোর মতো কাজগুলিকে সহজ করে।
একটি স্ক্রু মূলত একটি বাঁকানো সমতল যা একটি সিলিন্ডারের চারপাশে আবৃত, ঘূর্ণন গতিকে রৈখিক গতিতে রূপান্তরিত করে। যখন একটি স্ক্রু ঘুরানো হয়, থ্রেডগুলি ঘূর্ণন বলকে স্ক্রুতে লম্বভাবে একটি রৈখিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে, এইভাবে বস্তুগুলিকে একত্রে উত্তোলন বা টানতে পারে। একটি স্ক্রু এর যান্ত্রিক সুবিধা তার থ্রেডের ব্যবধানের উপর নির্ভর করে:
\( \textrm{যান্ত্রিক সুবিধা} = \frac{2\pi \times \textrm{স্ক্রু ব্যাসার্ধ}}{\textrm{পিচ}} \)যেখানে পিচ হল সন্নিহিত থ্রেডের মধ্যে দূরত্ব।
একটি কীলক হল দুটি বাঁকযুক্ত সমতল দিয়ে তৈরি একটি যন্ত্র। এটি তার প্রশস্ত প্রান্তে প্রয়োগ করা একটি বলকে তার ঝুঁকে থাকা পৃষ্ঠের লম্ব বলগুলিতে রূপান্তরিত করে। কীলকটি যত তীক্ষ্ণ হবে (এর ঝুঁকে থাকা পৃষ্ঠগুলির মধ্যে কোণটি ছোট), এটি লম্বভাবে তত বেশি বল প্রয়োগ করবে। এই সাধারণ মেশিনটি ছুরি এবং কুড়ালের মতো বস্তু কাটা এবং বিভক্ত করার জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
সরল মেশিনগুলি আমাদের দৈনন্দিন জীবনে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, গতি এবং বল পরিবর্তন করে কাজগুলিকে সহজ করে তোলে। এই মৌলিক যান্ত্রিক নীতিগুলি বোঝা আরও জটিল যন্ত্রপাতি অন্বেষণ এবং পদার্থবিজ্ঞানের বিজ্ঞানের আরও গভীরে যাওয়ার ভিত্তি তৈরি করে। সাধারণ মেশিনগুলি কীভাবে কাজ করে সে সম্পর্কে শেখার মাধ্যমে, আমরা আমাদের চারপাশের বিশ্বের মৌলিক ক্রিয়াকলাপ এবং আধুনিক জীবনকে সম্ভব করে এমন প্রকৌশল নীতিগুলির অন্তর্দৃষ্টি লাভ করি।
