साधारण मेसिनहरू यन्त्रहरू हुन् जसले हामीलाई बढी दूरीहरूमा बल प्रयोग गर्न वा बललाई विस्तार गरेर काम गर्न सजिलो बनाउँदछ। तिनीहरू अधिक जटिल मेसिनहरूको आधारभूत निर्माण ब्लकहरू हुन् र भौतिक विज्ञानमा गतिको अध्ययनमा गहिरो रूपमा एकीकृत छन्। यस पाठले छवटा शास्त्रीय सरल मेसिनहरूमा केन्द्रित छ: लीभर, व्हील र एक्सल, पुली, झुकाव प्लेन, स्क्रू, र वेज, तिनीहरूले कसरी गति र काम गर्न बल परिवर्तन गर्छन् भनेर अन्वेषण गर्दै।
साधारण मेसिनहरूको विशिष्टताहरूमा डुब्नु अघि, कामको अवधारणा बुझ्न आवश्यक छ। कार्य, भौतिकशास्त्रमा, कुनै वस्तुमा लागू गरिएको बलको रूपमा परिभाषित गरिएको छ जुन दूरीमा यो लागू गरिएको छ। गणितीय रूपमा, यसलाई निम्न रूपमा व्यक्त गरिएको छ:
\( W = F \times d \)जहाँ \(W\) काम हो, \(F\) लागू गरिएको बल हो, र \(d\) दूरी हो। साधारण मेसिनहरूले या त लागू गरिएको बल वा बल लागू गरिएको दूरीलाई परिवर्तन गर्दछ, कामको कुल मात्रा परिवर्तन नगरी काम गर्ने तरिका परिवर्तन गर्दछ।
लीभर एक कठोर पट्टी हो जुन एक निश्चित बिन्दु वरिपरि घुम्छ जसलाई फुलक्रम भनिन्छ। यसले क्षणको सिद्धान्तमा काम गर्छ, जहाँ फुलक्रमको एक छेउमा रहेको क्षण (टर्क) अर्को छेउको क्षणसँग सन्तुलित हुन्छ। क्षण लागू गरिएको बलको उत्पादन र फुलक्रमबाट दूरी हो, र यो द्वारा दिइएको छ:
\( \textrm{पल} = F \times d \)लिभरहरूलाई लागू गरिएको बलको सापेक्षिक स्थिति, फुलक्रम र लोडको आधारमा तीन प्रकारमा वर्गीकृत गरिन्छ। सीसा फर्स्ट-क्लास लीभरको उत्कृष्ट उदाहरण हो, जहाँ बल र लोडको बीचमा फुलक्रम हुन्छ।
पाङ्ग्रा र एक्सलमा सानो व्यासको धुरामा जोडिएको ठूलो व्यासको पाङ्ग्रा हुन्छ। पाङ्ग्रा (वा एक्सल) घुमाउँदा अर्को भाग सार्नको लागि प्रभावकारी रूपमा बल वा गति बढाउँछ। मेकानिकल फाइदा, जुन कारक हो जसद्वारा मेसिनले यसमा राखिएको बललाई गुणन गर्दछ, पाङ्ग्रा र एक्सलको त्रिज्यामा निर्भर हुन्छ:
\( \textrm{मेकानिकल फाइदा} = \frac{\textrm{चक्रको त्रिज्या}}{\textrm{एक्सलको त्रिज्या}} \)यो साधारण मेसिन पवनचक्की र कार स्टेरिङ् प्रणाली जस्ता यन्त्रहरूमा देख्न सकिन्छ, यसले कसरी कम प्रयासमा घुमाउने गतिलाई सहज बनाइन्छ भनेर देखाउँछ।
पुली भनेको डोरी वा केबलको आन्दोलनलाई समर्थन गर्न डिजाइन गरिएको एक्सलमा रहेको पाङ्ग्रा हो। पुलीहरूले लागू गरिएको बलको दिशा परिवर्तन गर्न सक्छ, अक्सर लोड उठाउन आवश्यक बल घटाउँछ। एकल फिक्स्ड पुलीले कुनै मेकानिकल फाइदा प्रदान गर्दैन, तर पुलीको प्रणाली (ब्लक र ट्याकल) ले वजन वितरण गरेर भारी वस्तुहरू उठाउन आवश्यक बललाई उल्लेखनीय रूपमा घटाउन सक्छ। पुली प्रणालीको मेकानिकल फाइदा लोडलाई समर्थन गर्ने डोरी खण्डहरूको संख्या बराबर छ:
\( \textrm{मेकानिकल फाइदा} = \textrm{सहायक डोरी खण्डहरूको संख्या} \)एक झुकाव समतल तेर्सो कोणमा झुकेको समतल सतह हो। यसले कामलाई लामो दूरीमा फैलाएर सजिलैसँग लोड उठाउन अनुमति दिन्छ। झुकेको विमान जति लामो हुन्छ, कुनै वस्तुलाई निश्चित उचाइमा उठाउनको लागि कम बल चाहिन्छ। झुकाव विमान को मेकानिकल लाभ द्वारा निर्धारण गरिन्छ:
\( \textrm{मेकानिकल फाइदा} = \frac{\textrm{झुकावको लम्बाइ}}{\textrm{झुकावको उचाइ}} \)यो सिद्धान्त र्याम्प र स्लाइडहरूमा लागू हुन्छ, ट्रकहरूमा सामानहरू लोड गर्ने वा भारी फर्निचर सार्ने जस्ता कार्यहरू सरल बनाउन।
एक पेंच अनिवार्य रूपमा एक झुकाव प्लेन हो जुन सिलिन्डरको वरिपरि बेरिएको हुन्छ, घूर्णन गतिलाई रैखिक गतिमा रूपान्तरण गर्दछ। जब पेंच घुमाइन्छ, थ्रेडहरूले घूर्णन बललाई स्क्रूको लम्बवत रैखिक बलमा रूपान्तरण गर्दछ, यसरी वस्तुहरूलाई एकसाथ उठाएर वा तान्दछ। पेंचको मेकानिकल फाइदा यसको थ्रेडको स्पेसिङमा निर्भर गर्दछ:
\( \textrm{मेकानिकल फाइदा} = \frac{2\pi \times \textrm{स्क्रूको त्रिज्या}}{\textrm{पिच}} \)जहाँ पिच आसन्न थ्रेडहरू बीचको दूरी हो।
वेज भनेको दुई झुकाव भएका विमानहरू मिलेर बनेको यन्त्र हो। यसले यसको फराकिलो छेउमा लागू गरिएको बललाई यसको झुकाव सतहहरूमा सीधा बलहरूमा रूपान्तरण गर्दछ। वेज जति तिखो हुन्छ (यसको झुकाव सतहहरू बीचको कोण सानो हुन्छ), यसले लम्बवत रूपमा बल प्रयोग गर्दछ। यो साधारण मेशिन चक्कु र अक्षहरू जस्तै वस्तुहरू काट्न र विभाजन गर्न व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
साधारण मेसिनहरूले हाम्रो दैनिक जीवनमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्, गति र बल परिमार्जन गरेर कार्यहरू सजिलो बनाउँदछ। यी आधारभूत मेकानिकल सिद्धान्तहरू बुझ्नुले थप जटिल मेसिनरीहरू अन्वेषण गर्न र भौतिक विज्ञानको विज्ञानमा गहिरो खोजी गर्ने आधार बनाउँछ। साधारण मेसिनहरूले कसरी काम गर्छ भन्ने बारे सिकेर, हामी हाम्रो वरपरको संसारका आधारभूत कार्यहरू र आधुनिक जीवनलाई सम्भव बनाउने इन्जिनियरिङ सिद्धान्तहरूमा अन्तरदृष्टि प्राप्त गर्छौं।
