سادہ مشینیں ایسی ڈیوائسز ہیں جو ہمیں زیادہ فاصلے پر طاقت کا استعمال کرنے کی اجازت دے کر یا طاقت کو بڑھا کر کام کو آسان بناتی ہیں۔ وہ زیادہ پیچیدہ مشینوں کے بنیادی تعمیراتی بلاکس ہیں اور فزکس میں حرکت کے مطالعہ میں گہرائی سے مربوط ہیں۔ یہ سبق چھ کلاسیکی سادہ مشینوں پر توجہ مرکوز کرتا ہے: لیور، وہیل اور ایکسل، گھرنی، مائل طیارہ، سکرو، اور ویج، یہ دریافت کرتے ہیں کہ وہ کام کرنے کے لیے حرکت اور قوت کو کیسے تبدیل کرتے ہیں۔
سادہ مشینوں کی تفصیلات میں غوطہ لگانے سے پہلے، کام کے تصور کو سمجھنا ضروری ہے۔ کام، طبیعیات میں، کسی چیز پر لاگو ہونے والی قوت کے طور پر اس کا اطلاق ہونے والے فاصلے کے اوقات میں ہوتا ہے۔ ریاضیاتی طور پر، اس کا اظہار اس طرح کیا جاتا ہے:
\( W = F \times d \)جہاں \(W\) کام ہے، \(F\) لاگو قوت ہے، اور \(d\) فاصلہ ہے۔ سادہ مشینیں یا تو لگائی گئی قوت کو تبدیل کرتی ہیں یا اس فاصلے کو جس پر قوت کا اطلاق ہوتا ہے، کام کی کل مقدار کو تبدیل کیے بغیر کام کرنے کے طریقے کو تبدیل کرتے ہیں۔
لیور ایک سخت بار ہے جو ایک مقررہ نقطہ کے گرد گھومتا ہے جسے فلکرم کہتے ہیں۔ یہ لمحات کے اصول پر کام کرتا ہے، جہاں فلکرم کے ایک طرف کا لمحہ (ٹارک) دوسری طرف کے لمحے کے ساتھ متوازن ہوتا ہے۔ لمحہ لاگو قوت کی پیداوار اور فلکرم سے فاصلہ ہے، اور یہ اس کے ذریعہ دیا گیا ہے:
\( \textrm{لمحہ} = F \times d \)لیورز کو لاگو ہونے والی قوت، فلکرم اور بوجھ کی رشتہ دار پوزیشنوں کے لحاظ سے تین اقسام میں درجہ بندی کیا گیا ہے۔ سیسا فرسٹ کلاس لیور کی ایک بہترین مثال ہے، جہاں فلکرم قوت اور بوجھ کے درمیان ہوتا ہے۔
وہیل اور ایکسل ایک بڑے قطر کے پہیے پر مشتمل ہوتا ہے جو چھوٹے قطر کے ایکسل سے منسلک ہوتا ہے۔ پہیے (یا ایکسل) کو موڑنے سے دوسرے حصے کو حرکت ملتی ہے، مؤثر طریقے سے قوت یا رفتار کو بڑھاتا ہے۔ مکینیکل فائدہ، جو وہ عنصر ہے جس کے ذریعے مشین اس میں ڈالی گئی قوت کو ضرب دیتی ہے، وہیل اور ایکسل کے رداس پر منحصر ہے:
\( \textrm{مکینیکل فائدہ} = \frac{\textrm{وہیل کا رداس}}{\textrm{ایکسل کا رداس}} \)یہ سادہ مشین ونڈ ملز اور کار اسٹیئرنگ سسٹم جیسے آلات میں نظر آتی ہے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ کس طرح گردشی حرکت کو کم محنت کے ساتھ سہولت فراہم کی جاتی ہے۔
گھرنی ایک ایکسل پر ایک پہیہ ہے جو رسی یا کیبل کی حرکت کو سہارا دینے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ پلے لگائی جانے والی قوت کی سمت تبدیل کر سکتے ہیں، اکثر بوجھ اٹھانے کے لیے درکار قوت کو کم کر دیتے ہیں۔ ایک سنگل فکسڈ گھرنی کوئی میکانکی فائدہ فراہم نہیں کرتی ہے، لیکن پللیوں کا نظام (بلاک اور ٹیکل) وزن کی تقسیم کے ذریعے بھاری اشیاء کو اٹھانے کے لیے درکار قوت کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے۔ پللی سسٹم کا مکینیکل فائدہ رسی کے حصوں کی تعداد کے برابر ہے جو بوجھ کو سہارا دیتے ہیں:
\( \textrm{مکینیکل فائدہ} = \textrm{سپورٹنگ رسی سیگمنٹس کی تعداد} \)ایک مائل طیارہ ایک چپٹی سطح ہے جو افقی کے زاویے پر جھکی ہوئی ہے۔ یہ کام کو طویل فاصلے پر پھیلا کر آسانی سے بوجھ اٹھانے کی اجازت دیتا ہے۔ مائل طیارہ جتنا لمبا ہوگا، کسی چیز کو ایک خاص اونچائی تک اٹھانے کے لیے اتنی ہی کم قوت کی ضرورت ہوگی۔ مائل ہوائی جہاز کے مکینیکل فائدہ کا تعین اس سے کیا جاتا ہے:
\( \textrm{مکینیکل فائدہ} = \frac{\textrm{مائل کی لمبائی}}{\textrm{مائل کی اونچائی}} \)یہ اصول ریمپ اور سلائیڈز میں لاگو ہوتا ہے، کاموں کو آسان بناتا ہے جیسے ٹرکوں پر سامان لادنا یا بھاری فرنیچر منتقل کرنا۔
ایک سکرو بنیادی طور پر ایک مائل طیارہ ہوتا ہے جسے سلنڈر کے گرد لپیٹا جاتا ہے، گردشی حرکت کو لکیری حرکت میں تبدیل کرتا ہے۔ جب ایک سکرو موڑ دیا جاتا ہے، تو دھاگے گھومنے والی قوت کو سکرو پر کھڑے لکیری قوت میں تبدیل کرتے ہیں، اس طرح اشیاء کو ایک ساتھ اٹھانا یا کھینچنا۔ سکرو کا مکینیکل فائدہ اس کے دھاگوں کے فاصلہ پر منحصر ہے:
\( \textrm{مکینیکل فائدہ} = \frac{2\pi \times \textrm{سکرو کا رداس}}{\textrm{پچ}} \)جہاں پچ ملحقہ دھاگوں کے درمیان فاصلہ ہے۔
پچر دو مائل طیاروں سے بنا ایک آلہ ہے۔ یہ اپنے چوڑے سرے پر لگائی جانے والی قوت کو اس کی مائل سطحوں پر کھڑے قوتوں میں بدل دیتا ہے۔ پچر جتنا تیز ہوگا (اس کی مائل سطحوں کے درمیان زاویہ چھوٹا ہوگا)، اتنی ہی زیادہ قوت یہ کھڑے طور پر استعمال کرتی ہے۔ یہ سادہ مشین چاقو اور کلہاڑی جیسی اشیاء کو کاٹنے اور تقسیم کرنے میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہے۔
سادہ مشینیں ہماری روزمرہ کی زندگیوں میں ایک اہم کردار ادا کرتی ہیں، حرکت اور قوت کو تبدیل کرکے کاموں کو آسان بناتی ہیں۔ ان بنیادی مکینیکل اصولوں کو سمجھنا زیادہ پیچیدہ مشینری کو تلاش کرنے اور طبیعیات کی سائنس میں گہرائی تک جانے کی بنیاد رکھتا ہے۔ سادہ مشینیں کیسے کام کرتی ہیں اس کے بارے میں سیکھ کر، ہم اپنے ارد گرد کی دنیا کے بنیادی کاموں اور جدید زندگی کو ممکن بنانے والے انجینئرنگ کے اصولوں کے بارے میں بصیرت حاصل کرتے ہیں۔
