اهرم چگونه کار می‌کند؟

زمانیکه تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاوم بوده ولی نزدیک به نیروی محرک باشد, در این حالت اهرم از راه های زیر به ما کمک می کند.

کارها آسان میشود ۱ و ۲

۱- افزایش نیرو : برخی ماشین ها نیروی ما را افزایش می دهند مثلا با وارد کردن ۱۰۰ نیوتن نیرو به یک جک می توانیم یک اتومبیل ۱۲۰۰۰ نیوتنی را بلند کنیم .

یعنی نیروی ما ۱۲۰ برابر می شود .

۲-افزایش سرعت و مسافت : برخی ماشین ها می توانند کارها را سریع تر و در زمان کمتر انجام دهند

برای مثال دوچرخه می تواند با یک دور رکاب زدن مسافت بیشتری را نسبت به مقدار جابه جایی پای ما طی کند .

۳- تغییر جهت نیرو : برخی از ماشین ها در خلاف جهت نیروی ما به اجسام نیرو وارد می کنند مثال الاکلنگ

۴- انتقال نیرو : ما به کمک همه ماشین ها به اجسام نیرو وارد می کنیم به این صورت که ما به ماشین نیرو وارد می اهرم چگونه کار می‌کند؟ کنیم و ماشین نیرو را به جسم منتقل می کند .

انواع ماشین ها : ماشین ساده ( اهرم ، قرقره ، چرخ و محور ، سطح شیب دار ، پیچ و گوه ) ماشین مرکب ( ناخن گیر و قیچی ) – ماشین پیچیده ( دوچرخه – اتومبیل )

اهرم : میله محکمی است که نقطه ای از آن به جایی تکیه دارد به این نقطه تکیه گاه می گوییم .

هر اهرم سه قسمت دارد : تکیه گاه – جایی که باید نیرو وارد کنیم – جایی که اهرم به جسم نیرو وارد می کند .

نیروی که ما به اهرم وارد می کنیم نیروی محرک ، نیرویی که اهرم بر آن غلبه می کند نیروی مقاوم نامیده می شود .

انواع اهرم :

نوع اول : تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاوم قرار دارد .

حالت دوم : تکیه گاه به نیروی مقاوم نزدیک تر است .

حالت سوم : تکیه گاه به نیروی محرک نزدیک تر است .

نوع دوم : جسم بین نیرو و تکیه گاه قرار دارد .

اهرم در حال تعادل : اهرمی است که می تواند به حالت افقی قرار بگیرد . بدون آنکه تعادل ان بر هم بخورد .

سطح شیب دار

سطح شیب دار ماشین ساده است که هنگام انجام کار حرکت نمی کند زمانی از سطح شیب دار استفاده می کنیم که می خواهیم جسمی را راحت تر تا ارتفاعی بالا ببریم سطح شیب دار نیروی ما را افزایش می دهد و باعث تغییر جهت نیرو می شود هرچه طول سطح شیب دار بیشتر باشد زاویه شیب کم تر باشد نیرو افزایش می یابد و کار آسان می شود .

گوه: از یک یا دو سطح شیب دار ساخته شده و بر خلاف سطح شیب دار هنگام انجام کار حرکت می کند گوه باعث افزایش نیرو و تغییر جهت نیر می شود .

مثال : لبه تیز چاقو ، داس و تیر

پیچ : ماشین ساده دیگری است که با کمک آن می توان قطعات مختلف را به هم وصل کرد . پیچ ها اغلب به صورت میله هایی هستند که بر بدنه آن ها شیارهایی به صورت مارپیچ قرار دارد .

همانند سطح شیب دار باعث افزایش نیرو و تغییر جهت آن می شود .

قرقره :

قرقره ثابت : این ماشین فقط با تغییر جهت نیرو به ما کمک می کند .

مقدار نیروی ما با وزن جسم برابر است

سرعت جابه جا شدن جسم با سرعت جا به جا شدن نیرو برابر است .

تکیه گاه همان محور قرقره ثابت است .

قرقره متحرک : در این ماشین نیروی مقاوم دو برابر نیروی محرک است .

تغییر جهت نیرو رخ نمی دهد .

سرعت جابه جا شدن جسم نصف سرعت جا به جا شدن نیرو است .

تکیه گاه در محلی به غیر از محور ققره متحرک قرار دارد .

چرخ و محور : ماشین ساده است که به اهرم شبیه است . چرخ و محور از یک چرخ و یک محور ( میله ) متصل به آن ساخته شده که با هم می چرخند .

چگونه اهرم یا لوریج می‌تواند به کشف قیمت بیت کوین کمک کند؟

بیت کوین (BTC) نیز مانند هر کلاس دارایی دیگری است که قیمت طبیعی خود را از طریق فعالیت های معاملاتی که در صرافی های جهانی انجام می شود، به دست می آورد. با این حال ، به طور کلی اهرم و معاملات حاشیه ای می توانند به افزایش سریع تقاضای یک دارایی کمک کنند. آنها همچنین می توانند سرمایه های انباشت شده را آزاد کنند، بنابراین نقدینگی در بازار مورد نظر افزایش می یابد زیرا معامله گران به دنبال استفاده از سرمایه خود در جای دیگر هستند.

این یک استراتژی سرمایه گذاری با استفاده از پول قرض گرفته شده به منظور استفاده از ابزارهای مالی مختلف و افزایش بازده احتمالی یک سرمایه گذاری است.

همچنین استفاده کارآمد از سرمایه معاملاتی است که مورد توجه متخصصان نیز می‌باشد، زیرا به آنها این امکان را می ‌دهد تا بدون استفاده کامل و ۱۰۰ درصدی از سرمایه خود در وضعیت های معاملاتی پرخطر، به معاملات وضعیت های معاملاتی بزرگ بپردازند.

به عنوان مثال، معامله گر که می خواهد هزار توکن با قیمت ۱ دلار بخرد ، بسته به اهرم مورد استفاده ، فقط به ۱۰۰ دلار سرمایه نیاز دارد و بدین ترتیب ۹۰۰ دلار باقی مانده را نیز برای معاملات دیگر در دسترس می گذارد.

چرا اهرم برای بیت کوین مهم است؟

بیت کوین که غالبا به عنوان نقدترین ارز دیجیتال موجود شناخته می‌شود از اهرم و معاملات مارجین بهره می‌برد، به این صورت که به سرمایه گذاران و معامله گران امکان می دهد تا در یک وضعیت معاملاتی معطوف شوند در حالی که پورتفولیویی از سایر ارزهای دیجیتال در اختیار داشته باشند. اهرم همچنین ابزارهای بیشتری را به معامله گران حرفه ای و سرمایه گذاران خرد به منظور کسب سود در بازار ارزهای دیجیتال ارائه می ‌دهد. در واقع، تقاضای بیشتر برای یک کلاس دارایی به میزان چشمگیری پتانسیل آن را برای کسب سود بیشتر از طریق افزایش سالم و طبیعی قیمتبه طور گسترده ای بهبود می ‌بخشد.

لنیکس لای (Lennix Lai)، رییس بازاریابی صرافی OKEx در پنل زنده همایش سرمایه گذاری سنگاپور عنوان کرد:

اگر فقط بتوانید توکن های بیت کوین را خرید و فروش کنید و قابلیت فروش استقراضی نداشته باشید، بازار پرنوسان تر می ‌شود زیرا کاملا با احساسات هدایت خواهد شد.

وی گفت: به عنوان مثال، بیت کوین قبل از معرفی معاملات آتی CME بسیار پرنوسان تر بود. بنابراین باید ابزارهای مالی بیشتری نظیر اختیارات داشته باشیم تا در فرآیند افزایش سالم و طبیعی قیمت به بازار کمک کنند.

دسترسی بیشتر به سرمایه به معنای نقدینگی بیشتر، بدون افزایش تعداد معامله گران در بازار مورد نظر است. این مسئله، ابزاری را برای افزایش گردش سرمایه بدون جذب سرمایه جدید فراهم می کند.

اگرچه در کنار کاهش حجم کلی معاملات، ارزش کلی بازار ارزهای دیجیتال اهرم چگونه کار می‌کند؟ نیز ثابت مانده است اما فشارهای موجود در بازار خرسی می تواند از طریق اهرم و معاملات مارجین جبران شود.

خطر اهرم یا لوریج چیست؟

البته مزایای لوریج بدون خطرات موجود نیز حاصل نمی شود، زیرا ضرر می ‌تواند منجر به نقد شدن سرمایه معامله گر و کاهش قیمت بازار نقدی شود. چنین رویدادی اخیرآ در بازار معاملات آتی بیت کوین در تاریخ ۲۴ سپتامبر رخ داد و باعث ایجاد یک فشار طولانی شد.

اگر ارز دیجیتال مورد نظر در معاملات، برخلاف آنچه انتظار می رفت، پیش برود، اهرم می ‌تواند ضررهای بالقوه را چند برابر کند. برای مدیریت ریسک های موجود، معامله گران معمولا شیوه‌ی معاملاتی سختگیرانه ای را اعمال می‌ کنند که شامل استفاده از سفارش های استاپ (Stop) و لیمیت (Limit) می‌باشند که برای کاهش ضررهای احتمالی طراحی شده اند.

سانی ری (Sunny Ray)، رییس توسعه تجارت جهانی صرافی ارزهای دیجیتال کراکن نیز طی سخنرانی خود در پنل سنگاپور توضیح داد که چگونه صرافی ها خود را از این خطر محافظت می کنند. وی گفت:

اگر نوسان زیادی در بازار وجود داشته باشد، اگر ارزش دارایی بیش از ۲۰ الی ۳۰ درصد کاهش یابد، شرایطی به اسم مارجین کال (margin call) رخ می ‌دهد که طی آن، شرکت دارایی مشتریان را برای جبران ضررها نقد می ‌کند.

گفتنی است که در حال اهرم چگونه کار می‌کند؟ حاضر ۸ صرافی بزرگ وجود دارد که قابلیت لوریج را ارائه می‌ دهند و چندین صرافی دیگر نظیر کراکن، بایننس و دریبیتم (Deribitm) نیز حساب های معاملات مارجین را امکان پذیر می ‌سازند، در حالی که بکت محصول معاملات آتی خود را در تاریخ ۲۳ سپتامبر را ارائه داده است تا فرصت های افزایش قیمت را فراهم آورد.

گشتاور و اهرم ها در بدن انسان – بیومکانیک ورزشی

نویسنده:

زمان مطالعه:

آخرین ویرایش:

جفت نیرو: دو نیروی برابر که به صورت غیر مرکزی به جسم وارد می شوند و موازی و مختلف الجهتند. اگر دو نیروی غیر مرکزی برابر به جسم وارد شود جسم در جای خود دوران می نماید و جابجایی اتفاق نمی افتد.

اگر یک نیروی غیر مرکزی به جسم اثر نماید جسم هم دوران دارد (حول مرکز گرانش) و هم جابجا می گردد. عاملي است كه سبب چرخش يك جسم حول يك نقطه يا يك محور مي شود.

حاصل جفت نيرو (نيروي مضاعف) وارد بر يك جسم معياري است براي سنجش تمايل چرخش در آن جسم كه آنرا اصطلاحا گشتاور مي ناميم.

گشتاور برابر حاصلضرب اندازه نيرو در فاصله نقطه اثر نيرو تا محور دوران مي باشد.

F: نيرو بر حسب نيوتن

R: فاصله عمودي نقطه اثر نيرو تا محور چرخش يا كوتاهترين و عمودي ترين فاصله بين خطوط عملکرد دو نيرو(بازوي گشتاور) بر حسب متر

T: گشتاور بر حسب نيوتن متر

دامنه تمايل براي ايجاد چرخش با افزايش يا كاهش نيرو يا طول بازوی گشتاور مقدارش كم و زياد مي شود.

مقدار نيروی درگير كه هر چه بيشتر باشد چرخش بيشتر است.

هر چه بازوي گشتاور بيشتر شود نيروي لازم براي چرخش كمتر مي شود و تمايل چرخش جسم بيشتر مي شود.

پس گشتاور با اضافه كردن طول بازو قدرت اجراي كار بيشتري خواهد داشت.

هرچه بازوي گشتاور كوتاهتر باشد به نيروي بيشتری جهت چرخش نياز است و تمايل جسم براي چرخش كمتر مي شود.

پس گشتاور با كاهش طول بازو قدرت اجراي كار كمتري خواهد داشت.

يك وزنه كوچك با فاصله اي مشخص از محور چرخش در مقايسه با وزنه بزرگتر كه به همان ميزان از محور دوران فاصله دارد داراي گشتاور كوچكتري مي باشد.

اگر بازوي گشتاور برای وزنه بزرگتر كاهش پيدا كند يعني به محور چرخش نزديكتر شود گشتاور براي هر دو وزنه يكسان مي شود.

خم كننده هاي آرنج براي اهرم چگونه کار می‌کند؟ نگه داشتن ساعد در شكل اول نسبت به شكل دوم به نيروي كمتري نياز دارند.

زيرا در حالت اول f كمتر است و گشتاور كمتر است و نيروي لازم براي مقابله با چرخش هم كمتر است.اما در حالت دوم همه برعكس مي باشد

هنگامي كه وزنه به آرنج نزديكتر مي شود حركت دادن ساعد به بالا حول مفصل آرنج با تلاش كمتري صورت مي گيرد.

يك قايقران از سه طريق مي تواند طول بازوي گشتاور را تغيير دهد:

با تغيير محل دستهاي خود نقطه وارد شدن نيرو را بر دسته پارو تغيير دهد.

فاصله محور چرخش(محل اتصال پارو با قايق)را با دستگيره با تغيير در محل اتصال تغيير دهد.

جهت نيروي وارده بر دستگيره را تغيير دهد.

در بدن انسان وزن هر قسمت در يك لحظه نمي تواند تغيير كند بنابراين گشتاور يك قسمت به نيروي گرانشي روي مركز ثقل مربوط مي شود كه فقط مي تواند با تغيير طول بازوي گشتاور در ارتباط با محور چرخش عوض شود.اين عمل با حركت دادن يك قسمت از بدن به وجود مي آيد به طوريكه امتداد نيروي وزن نزديكتر ويا دورتر از محور چرخش مي شود.

اصل برايند گشتاور

وقتي يك جسم تحت تاثير چند نيرو كه هر كدام تمايل دارد آن را در جهتي بچرخاند،قرار گيرد اثر اين نيروهاي مخالف در محور،حاصل جمع جبري نيروهاي وارده بر آن محور است.

چون گشتاورها برداري هستند جمع آن ها هم برداري مي باشد.

جهت چرخش گشتاورها:

موافق عقربه هاي ساعت:منفي

مخالف عقربه هاي ساعت:مثبت

علامت گشتاورها را هنگام جمع كردن بايد حساب نمود.

تعادل گشتاور

هر گاه مجموع گشتاورهاي خلاف عقربه با مجموع گشتاورهاي موافق عقربه برابر باشند هيچ چرخشي ايجاد نمي شود و حالت تعادل برقرار مي باشد. پس وقتي جمع گشتاورنيروهاي حول يك محور برابر صفر باشد هيچ نوع چرخشي وجود ندارد.

تعريف اهرم:

حاصل نيروي گشتاور، چرخش حول يك محور مي باشد .

اگر چرخش ها حول يك محور ثابت مورد توجه باشند ،تاثيرا ت اهرمي مي تواند مورد بحث قرار بگيرد .

اهرم یک میله سخت است که حول یک محورثابت (تکیه گاه) حرکت ميكند.

با تلاش كمتر مي توانيم مقاومت نسبتأ بزرگتري را از سر راه برداريم ، يا با افزايش طول بازوي اهرم مي توانيم مقاومت نسبتآ زيادي را جابه جا كنيم .

اهرم ها دو دسته اند:

اهرم هاي بيروني كه انسان ها به شكلي در تلاش براي زندگي روزمره خود از آن ها استفاده مي كنند، مانند در بازكن نوشابه ، ميخ كش ، انبردست و…

اهرم هاي آناتوميكي كه در بدن انسان تقريبا هراستخواني از اسكلت بدن انسان همانند يك اهرم عمل مي كند.

نیرویی راکه در اثر وزن یا وزنه عمل می کند نیروی مقاوم ، ونیرویی را که در صدد است اهرم را به حرکت درآورد نیروی محرک می نامند.

محل اعمال نيروي محرك (معمولا به سر متحرك يا انتهاي عضله وارد مي شود )

محل كاربرد نيروي مقاوم ( مركز ثقل اهرم يا استخوان و گاهي اوقات وزنه يا شئ خارجي اضافه شده به آن )

قسمت های مختلف یک اهرم:

اهرم نوع اول

اين اهرم اساسأ براي ايجاد حركات متعادل طراحي مي شود. كه در آن تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاوم است .

اهرم نوع دوم

نیروی مقاوم بین تکیه گاه و نیروی محرک . (بازوي محرك بلندتر از بازوي مقاوم است ) ،افزایش نیروي حركتي . تعداد اهرم هاي نوع دوم در بدن انسان نسبتا كم است .

اهرم نوع سوم

نیروی محرک بین نیروی مقاوم و تکیه گاه دارد . ( بازوي مقاوم هميشه بلندتر از بازوي محرك است )افزایش سرعت و دامنه حركت . بيشتر اهرم هاي بدن از نوع سوم هستند كه حتي براي حركت دادن نيروي مقاوم كوچك به نيروي محرك خيلي بزرگ نياز دارند.

انواع مختلف اهرم ها :

حركت نقطه ها بر روی اهرم

اگر در اهرمي كه حول نقطه اتكاي خودش حركت مي كند تمام نقاط حركت كننده روي اهرم قوسي شكل باشند(حركت زاويه اي) نقطه اي كه ازنقطه اتكا دورتراست نه فقط به طور متناسب با فاصله زيادتر حركت كرده بلكه بطور متناسب با سرعت بيشتري هم حركت كرده است.

برخي ابزار ورزشي هم به عنوان اهرم يا وسيله اي جهت گسترش اهرم هاي بدن به كار مي روند.اين ابزار اگر باعث افزايش طول دست شوند سريعتر از خود دست حركت خواهند كرد.پس هر چه طول وسيله بيشتر شود سرعت آن هم به همان نسبت افزايش مي يابد.چوب گلف بلندتر سرعت بيشتري از چوب گلف كوتاهتر دارد.هر چه سر چوب به توپ نزديكتر باشد به توپ با سرعت بيشتري ضربه مي خورد.

هر چه اهرم بلندتر باشد ، در افزايش نيرو به طور مؤثرتري عمل مي كند .يك بازيكن تنيس با آرنج صاف و كشيده در مقايسه با آرنج خم ،مي تواند ضربه شديدتر و محكم تري به توپ تنيس بزند ، چون در اين شرايط ، اهرم ( طول بازو و راكت تنيس) بلندتر بوده با سرعت بيشتري حركت مي كند در ورزشهايي از قبيل بيسبال ، هاكي ، گلف و ديگر ورزش ها ، اهرم هاي بلند به همان نحو باعث ايجاد نيروي خطي بيشتر و در نتيجه اجراي بهتر مهارت ورزشي مي شوند.

گاهي اوقات كوتاهتر كردن اهرم (خم كردن مفاصل) براي انجام حركات سريع بهتر و مطلوب تر به نظر مي رسد.دونده دوي 100 متر با خم كردن مفصل زانو ، اهرم پايش را به حدي كوتاه ميكند كه تقريبأ ميخ هاي كفش او با عضلات سريني تماس حاصل پيدا مي كند .نياز به بازوي مقاوم كوتاه مي باشد بنابراين وزنه نزديك بدن نگه داري مي شود.همچنين يك بازيكن بيسبال نيز به منظور پرتاب سريع توپ از طريق خم كردن دست از ناحيه آرنج و آوردن آن به طرف گوش ، بازوي اهرمي را كوتاه مي كند .

مثال هایی از کاربرد اهرم ها در بدن:

اختصاصی

علوم تجربی (کلهری)

آموزش کامل اهرم ها + قرقره هاعلوم سال سوم راهنمایی

اهرم اولین بار توسط دانشمند یونانی، اَرَشْمیدُس در سال ۲۶۰ قبل از میلاد توصیف شده است. او گفته است: «به من جایی برای ایستادن بدهید، من زمین را جابه‌جا خواهم کرد.»
اهرم از سه بخش بازوی محرک، بازوی مقاوم و تکیه‌گاه تشکیل شده است.نیروی محرک بر بازوی محرک وارد می‌شود و نیروی مقاوم که معمولاً وزنه است، بر بازوی مقاوم وارد می‌شود. اهرم‌ها بسته به محل تکیه‌گاه به سه دسته تقسیم‌بندی می‌شوند.

بطور ساده منظور ما از اهرم میله ای است که میتواند حول یک تکیه گاه دوران کند .مانند الاکلنگ،دیلم ،قرقره ،و …..

اهرم ها یا ماشینها با پنج ویژگی یا حالت به ما کمک می کنند

1-افزایش یا کاهش نیرو مانند ناخن گیریا قیچی سلمانی

2- تغییر جهت نیرو مانند جک ماشین

3-افزایش مسافت مانند جاروی رفتگران

۴-افزایش سرعت مانند استفاده از فرغون یا سطح شیبدارکه بارها یا وسایل سریع تر جابجا میشوند

5-انتقال نیرو که در تمامی ماشین ها انتقال نیرو وجود دارد وبه نوعی نیرو را منتقل می کنند.

اهرم بر اساس قرار گرفتن محل تکیه گاه, نیروی محرک و نیروی مقاوم به چند نوع تقسیم می شوند:

الف) اهرم نوع اول

در صورتیکه تکیه گاه بین نقطه اثر نیروی مقاوم و نیروی محرک باشد, اهرم از نوع اول است.

اهرم نوع اول به سه حالت دیده می شود:

زمانیکه تکیه گاه درست در وسط نیروی محرک و نیروی مقاوم قرار گرفته باشد, در این صورت بازوی محرک و بازوی مقاوم با هم برابرند.

در این حالت, اهرم فقط از راه تغییر جهت نیرو به ما کمک می کند.

نکته: مزیت مکانیکی این اهرم همیشه یک است.
مانند قرقره ثابت ،آلاکلنگ

زمانیکه تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاوم ولی نزدیک به نیروی مقاوم باشد, در این حالت, اهرم از راه های زیر به ما کمک می کند.

۱)تغییر جهت نیرو: زیرا تکیه گاه بین نیروی محرک و مقاوم قرار دارد.

۲) افزایش نیرو: زیرا بازوی محرک بزرگتر از بازوی مقاوم است. (LR>LE)

نکته: مزیت مکانیکی این اهرم همواره از یک بیش تر است.

زمانیکه تکیه گاه بین نیروی محرک و نیروی مقاوم بوده ولی نزدیک به نیروی محرک باشد, در این حالت اهرم از راه های زیر به ما کمک می کند.

۱)تغییر جهت نیرو: زیرا تکیه گاه بین نیروی محرک و مقاوم قرار است.

۲) افزایش مسافت اثر نیرو: زیرا بازوی مقاوم بزرگتر از بازوی محرک است. (LR >LE)

نکته: مزیت اهرم چگونه کار می‌کند؟ مکانیکی این اهرم همواره از یک کم تر است.

مانند قیچی کاغذ بری

در این نوع از اهرم تکیه گاه بر یکی از دو انتهای میله منطبق است، اگر نیروی محرک بر انتهای دیگر میله و بطور قائم به سمت بالا وارد شود، نیروی مقاوم بر وسط میله در راستای قائم و به سمت بالا وارد می‌شود. در این حالت نیروی مقاوم بین تکیه گاه و نیروی محرک قرار دارد.

اهرم نوع دوم مانند :چرخ دستی -فرغون - فندق شکن،گیوتین کاغذ،پانچ-درب بطری باز کن و…

در این نوع اهرم که عکس نوع دوم است. میله از یکی از دو انتهای خود از بالا به تکیه گاه تکیه کرده است و نیروی محرک بر وسط میله اثر می‌کند، در راستای قائم و به سمت بالا و نیروی مقاوم بر انتهای دیگر میله و در راستای قائم به سمت بالا وارد می‌شود. در این نوع اهرم نیروی محرک بین تکیه گاه و نیروی مقاوم قرار دارد. مزیت مکانیکی اهرم همچون هر ماشین از نسبت نیروی محرک و مقاوم بدست می‌آید.

البته اگر از اصطکاک صرفنظر کنیم، مزیت مکانیکی اهرم از نسبت طول بازوی محرک بر طول بازوی مقاوم هم بدست می‌آید.

مانند :دست وپای انسان ،راکت تنیس، چوب بیس بال ،برف پاک کن ماشینِ -انبریخ – جاروی فراشی- موچین- قند گیر و….

مزیت مکانیکی یک اهرم به ما نشان می‌دهد که استفاده از یک اهرم (به طور کلی هر ماشین ساده) چه قدر مفید است و ماشین، نیروی وارده را چند برابر کرده است. مزیت مکانیکی کمیتی بی‌بُعد می‌باشد.

رابطه کلی برای تمام ماشین‌ها یا مزیت مکانیکی واقعی ('A) : نیروی مقاوم R (نیرویی که ماشین بر جسم وارد می‌کند) تقسیم بر نیروی محرک E (نیرویی که ما بر ماشین وارد می‌کنیم).

R: نیروی مقاوم
E: نیروی محرّک

رابطه ویژه اهرم‌ها در صورت وجود نداشتن اصطکاک (مزیت مکانیکی کامل (A) ) : در صورت وجود نداشتن اصطکاک مزیت مکانیکی کامل داریم که از تقسیم طول بازوی محرک (LE)، بر طول بازوی مقاوم (LR) به دست می‌آید:

LE : طول بازوی محرک
LR : طول بازوی مقاوم

نکته: در صورتیکه از اصطکاک صرف نظر کنیم, مزیت مکانیکی اهرم را می توان از رابطه زیر بدست آورد

آموزش قرقره ها

شخصی می‌خواهد وزنه فوق العاده سنگینی را نه از راه پله بلکه از طریق پنجره ساختمان به داخل ساختمان انتقال دهد. او برای این کار از طناب و قرقره استفاده می‌کند. این وسایل باعث می‌شوند که وزنه با نیروی کمتر از وزن خود بالا کشیده شود. این کار چگونه عملی می‌شود؟

قِرقِره چرخی است که در لبه‌های خود شیاری دارد برای نگهداشتن طناب یا کابل. قرقره از ماشین‌های ساده است و معمولاً برای کاهش نیروی لازم برای کشیدن یا بلند کردن بارها طراحی می‌شوند.

یکی از انواع قرقره ی ساده ،قرقره ی ثابت است.

سیستمی را در نظر بگیرید که قرقره از جایی آویزان است و در آن طناب به قرقره ای وصل شده است در این حالت طناب از روی قرقره می گذرد .اگر طناب همگن باشد،کشش طناب در تمام طول آن یکسان خواهد بود.اگر کشش در یک طرف قرقره با طرف دیگرش متفاوت باشد، قرقره شروع به چرخش می کند تا کشش طناب ها در طرفین برابر شود. در حالت کلی قرقره ثابت فقط جهت نیرو راتغییر می دهد. پس مزیّت مکانیکی این قرقره همواره برابر ۱ است .
مزیت مکانیکی این قرقره همواره برابر یک است و از راه تغییر جهت نیرو به ما کمک می کند.

توجه: این قرقره نظیر اهرم نوع اول حالت اول است.

سیستم دیگری که به بالا بردن اجسام کمک می‌کند قرقره متحرک است. انتهای طنابی را به تکیه گاه ثابتی ببندید و انتهای دیگرش را که از شیار قرقره متصل به وزنه‌ای وصل شده، عبور داده و بالا بکشید.

درست است که به کمک قرقره‌ها جسم را با نیروی کمتری بالا می‌برید، اما باید طناب را بیشتر از حالتی که جسم را مستقیما بالا می‌برید، بکشید. هر بار که طناب را ۳ متر با دست بکشید، جسم فقط ۱٫۵ متر بالا می‌آید. توجیه این مساله چنین است که اگر جسم ۱٫۵ متر بالا بیاید، هر دو طرف طناب که جسم را نگه داشته‌اند نیز ۱٫۵ متر کوتاه می‌شوند. بنابراین، باید ۳ متر طناب کشیده باشید. یعنی، جسم با نیرویی برابر نصف وزن آن بالا کشیده می‌شود.

وزن جسمی که بالا کشیده می‌شود را نیروی مقاوم و فاصله‌ای که جسم بالا می‌رود را بازوی مقاوم می‌نامند. نیرویی که به کار می‌برید، نیروی محرک و مسافتی که این نیرو در آن اعمال می‌شود بازوی محرک نام دارد. بازوی محرک همواره برابر است با حاصلضرب بازوی مقاوم در تعداد طنابها.

این قرقره از راه افزایش نیرو به ما کمک می کند.

مزیت مکانیکی کامل این قرقره برابر ۲ است. زیرا بازوی محرک (قطر چرخ) همواره دو برابر بازوی مقاوم (شعاع چرخ) است.

نکته: قرقره متحرک مانند اهرم نوع دوم است, با این تفاوت که مزیت مکانیکی اهرم (با تغییر دادن محل نیروی مقاوم) قابل تغییر است در حالیکه مزیت مکانیکی این قرقره تغییر نمی کند.(A=2)

هدف از به کار بردن دستگاه‌ها کاهش نیروی محرک است. می‌توان دستگاه قرقره‌ها را طوری باهم ترکیب کرد که نیروی محرک بازهم کمتر شود. اگر قرقره متحرکی که وزنه‌ای به آن بسته شده را از طریق طنابی به یک قرقره ثابت سوار کنیم. نیروی مقاوم به جای دو طناب، میان سه طناب تقسیم می‌شود. در این حالت بازوی محرک سه برابر بازوی مقاوم می‌باشد. با استفاده از قرقره‌های بیشتر، بازهم می‌توان نیروی محرک را کمتر کرد.

در ترکیب قرقره‌های مرکب چنین تصور می‌شود که اصطکاک بیشتر ظاهر می‌شود، در صورتیکه اصطکاک در آرایش هندسی دستگاه تأثیری ندارد. اما اصطکاک طناب با قرقره مهم است که برای کاهش آن (تا ناچیز و قابل صرف نظر شود) شیار قرقره را روغن کاری می‌کنند.

برای آنکه به مزیت های مکانیکی بالاتری دست یافت می توان دو یا چند قرقره ثابت و متحرک را با هم ترکیب کرد و یک قرقره مرکب به وجود آورد. در این حالت قرقره ها را به شکل های مختلفی با یکدیگر ترکیب می کنیم.

الف) در یک روش, برای بستن تمام قرقره ها فقط از یک رشته نخ استفاده می شود.

در این حالت برای به دست آوردن مزیت مکانیکی کامل دستگاه به دو صورت عمل می کنیم:

۱- تعداد نخ های متصل به قرقره متحرک را می شمریم.

۲- نیروی کشش نخ (T) را مشخص کرده و مزیت مکانیکی کامل را به دست می آوریم.

ب) قرقره های ارشمیدس:

برای اتصال این قرقره ها به یکدیگر از چند رشته نخ استفاده می شود.

برای بدست آوردن مزیت مکانیکی کامل این دستگاه از دو راه استفاده می شود:

الف) نیروی کشش نخ (T) را مشخص می کنیم.

توجه: وجود قرقره ثابت در مزیت مکانیکی کامل دستگاه هیچ تاثیری ندارد ولی چون کشیدن ریسمان به سمت پایین آسانتر از کشیدن به سمت بالاست گاهی برای آسانتر شدن کار از قرقره ثابت استفاده می شود.

ج) ممکن است قرقره به صورت زیر به یکدیگر وصل شده باشند, در این صورت برای به دست آوردن مزیت مکانیکی کامل.

۱) از راه کشش نخ استفاده می کنیم.

تذکر: قرقره ها را به شکل های گوناگون می توان با هم ترکیب کرد. در هر مورد برای به دست آوردن مزیت مکانیکی کامل می توان از نیروی کشش نخ استفاده کنیم.

محدودیت افزایش نیرو

کم کردن نیروی محرک با به کار بردن تعداد بیشتری از قرقره‌ها محدودیت دارد. زیرا در تحلیل اخیر از عواملی همچون نیروی اصطکاک، وزن قرقره‌های متحرک کشسانی طناب و مقاومت هوا صرف نظر کرده‌ایم. در حالت واقعی مسئله، هر بار که یک قرقره اضافه کنیم اصطکاک دستگاه افزایش می‌یابد. اگر قرقره متحرک باشد که در واقع این نوع قرقره نیروی محرک را کاهش می‌دهد، وزن آن به نیروی مقاوم اضافه می‌شود. نیروی محرک در یک دستگاه واقعی همواره از نیروی محرک آرمانی که با تقسیم نیروی مقاوم میان طنابها بدست می‌آید، بزرگ‌تر است.

اگر تعداد قرقره‌ها افزایش یابد ممکن است مقدار نیروی مقاوم به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش یابد. نیروی اصطکاک نیز، اهرم چگونه کار می‌کند؟ با اینکه باعث افزایش نیروی محرک می‌شود، هیچ تأثیری در مقداری که باید طناب کشیده شود، ندارد.قرقره‌های مرکب به طور کلی به سه دسته تقسیم می‌شوند:۱-قرقره‌های مرکبی که اجزای آنها توسط یک رشته نخ به هم متصل شده اند و برای به دست آوردن مزیت مکانیکی کامل آنها باید رشته خ‌های متصل به قرقره‌های متحرک را شمرد.۲-قرقره‌های مرکبی که با چند رشته نخ متصل شده اند و مزیت مکانیکی کامل آنها از فرمول دو به توان تعداد قرقره‌های متحرک به دست می‌آید.انواع دیگری از قرقره‌های مرکب نیز وجود دارند که برای به دست آوردن مزیت مکانیکی آنها باید از راههای دیگری استفاده کرد.

انواع قرقره های صنعتی:

مزیت مکانیکی قرقره

طبق تعریف نسبت بازوی محرک بر بازوی مقاوم یا نیروی مقاوم بر نیروی محرک مزیت مکانیکی دستگاه است. این مقدار برای قرقره ثابت و متحرک ۲ بوده و برای قرقره متحرکی که از دو تا قرقره ثابت و متحرک تشکیل شده برابر ۳ است.

مزیت مکانیکی واقعی قرقره:

نیروی مقاوم بر نیروی محرک

مزیت کامل قرقره:

بازوی محرک بر بازوی مقاوم یا جابجایی نیروی محرک بر جابجایی نیروی مقاوم

بازده دستگاه مقابل ۹۰% است. برای بالابردن یک وزنه ی ۱۳۵۰ نیوتنی چه مقدار نیروی محرک نیاز داریم؟

کارتریج یا مغزی شیرآلات اهرمی چیست؟ و چه کاربردی دارد؟

امروزه باتوجه‌ به پیشرفت صنعت شیرآلات، کارتریج شیر اهرمی یکی از مهم‌ترین قطعات در اکثر شیرآلات ظرف‌شویی و دیگر شیرآلات به‌شمار می‌رود و در خانه‌هایی که از شیرآلات اهرمی استفاده می‌کنند کاربرد فراوانی دارد. یکی از معیارهای تعیین کیفیت شیرآلات اهرمی، کارتریج آن است؛ برای تشخیص کیفیت و همچنین پی‌بردن به علت خرابی شیرآلات لازم است که با ساختار و ویژگی‌های کارتریج بیشتر آشنا شوید. در این مقاله به‌طور کامل به سؤال کارتریج چیست و ویژگی‌های آن خواهیم پرداخت؛ در ادامه با ما همراه باشید.

مغزی یا کارتریج شیر اهرمی چیست؟

مغزی یا کارتریج شیر اهرمی، مهم‌ترین قطعه در شیرآلات اهرمی (کارتریجی) است که وظیفه کنترل دما یعنی قطع و وصل کردن آب سرد وگرم و تنظیم فشار آب را بر عهده دارد.

قسمت‌های مختلف کارتریج عبارت است از:
• یک دسته
• دو سطح سرامیکی آب‌بندی ‌شده که روی ‌هم قرار دارند.
• زائده‌های نگهدارنده کارتریج در جای خود

درواقع در هر خانه و محلی شاید حتی بدون آن که متوجه شده باشید از شیرآلات کارتریجی استفاده می‌کنید. اگر شیرآلات توالت و حمامتان از نوع شیرآلات اهرمی باشند، در آنها کارتریج و اهرم تعبیه شده است؛ این شیرها بر خلاف شیرهای کلاسیک دودسته (دستگیره) تنها یک اهرم کنترل جریان آب دارند. ولی اگر می خواهید در مورد مغزی شیرآلات اطلاعات کامل کسب کنید پیشنهاد می کنم مقاله مغزی شیرآب چیست؟ را مطالعه کنید.

نحوه عملکرد مغزی شیر اهرمی (کارتریج)

نحوه کار آنها بدین صورت است که با بالا بردن اهرم، شیر آب باز و با پایین آوردن آن بسته می‌شود. چرخاندن اهرم به سمت چپ، باعث گرم ‌شدن آب و چرخاندن آن به سمت راست باعث سرد شدن آب خواهد شد. کارتریج همان قطعه‌ای است که در درون بدنه شیرآلات تمامی این عملکردها را کنترل می‌کند.
کارتریج یا مغزی شیر اهرمی در واقع مرکز کنترل فشار و دمای آب خروجی از شیرآلات اهرمی است. این قطعه در قسمت ورودی آب به شیرآلات قرار دارد و عملکرد آن به‌واسطه اهرم شیر آب کنترل می‌شود. کاربر با حرکت ‌دادن دسته اهرمی به چپ و راست، میزان ورودی هر یک از دو جریان آب سرد و گرم (دمای آب خروجی) و با حرکت‌دادن دسته به بالا و پایین، حجم آب ورودی به شیر (فشار آب خروجی) را تعیین می‌کند.

توجه به این نکته نیز قابل اهمیت است که انتخاب کارتریج مناسب و استاندارد برای انواع شیرآلات یکی از راه‌های کاهش مصرف آب است. درواقع شما با انتخاب صحیح و اصولی کارتریج می‌توانید دبی آب را به‌درستی کنترل کنید و همین امر موجب کاهش مصرف آب شما خواهد شد.

سایز کارتریج شیر اهرمی

شیرآلاتی مانند شیر روشویی دارای کارتریج یا مغزی هستند که در داخل شیرآلات ساختمانی قرار دارد و قابل تعویض هستند.
سایز کارتریج شیر اهرمی به انواع ۲۵، ۳۵، ۴۰ و ۴۵ دسته‌بندی می‌شود و قیمت کارتریج شیر اهرمی باتوجه‌به شرکت تولیدکننده آن متفاوت است. رایج‌ترین اشکال شیرهای اهرمی نیز مربوط به کارتریج شیر است که با تعویض کارتریج شیر اهرمی به‌سادگی قابل تعمیر است. همچنین در بهترین کارتریج‌ها و متداول‌ترین نوع آن‌ها، سایز قطر ۴۰ میلی‌متر و دبی آب ۲۲ لیتر در دقیقه خواهد بود.
نوع دیگر نیز با قطر ۳۵ میلی‌متر و دبی ۲۰ لیتر در دقیقه در بازار موجود است. البته در این بین کارتریج‌هایی نیز هستند که به‌صورت HF یا High Flow هستند.

اهمیت کارتریج در کیفیت شیر آب شیرآلات بهداشتی اهرمی

ساختمانی به شکل توکار و کابینتی مخصوص اعم از شیر رو گازی و آشپزخانه و سینک ظرف‌شویی و غیره اغلب از جنس پی‌وی‌سی هستند.
کارتریج در شیر آب به‌طورکلی در همه شیرهای اهرمی، برخلاف شیرآلات کلاسیک و قدیمی که دو دستگیره داشتند، تنها یک هندل (اهرم) دارند تا فشار و دمای آب را کنترل کنند؛ درنتیجه می‌توان گفت که عملکرد همه‌ آن‌ها مشابه یکدیگر است. به این صورت که برای قطع یا وصل کردن جریان آب، باید اهرم را به سمت پایین یا بالا ببرید و هرچه اهرم را بالاتر ببرید جریان آب پرفشارتری خواهید داشت.
اگر هم بخواهید دمای آب را تغییر دهید، با چرخاندن اهرم به سمت راست دما کاهش و با چرخاندن اهرم به سمت چپ، دما افزایش پیدا می‌کند. با بازکردن شیر آب اهرمی، آب لوله سرد و گرم از مجراهای ورودی مخصوص به خود وارد کارتریج می‌شوند و بعد از تنظیم فشار و دمای موردنظر کاربر، از مجرای خروجی به سمت علمک می‌روند.

بهترین کارتریج‌ شیر اهرمی

معمولاً بهترین کارتریج‌های شیر اهرمی شرایط زیر را دارند و شما می توانید از طریق سایت سرام پخش اقدام به خرید امن و تضمینی هر یک از آنها کنید.
این شرایط عبارتند از:
• مواد سازنده آن با محیط‌زیست سازگاری دارند و به انسان و دیگر موجودات زنده آسیبی نمی‌رسانند
• دارا بودن مکانیزم دومرحله‌ای مغزی شیرآلات اهرمی برای کاهش مصرف آب
• استفاده از مواد لغزنده با فرمولاسیون خاص بین صفحات سرامیکی برای جلوگیری از نفوذ ذرات رسوبی بین صفحات

کلام آخر
کارتریج شیر اهرمی وظیفه کنترل دما با استفاده از قطع و وصل کردن آب سرد و گرم و تنظیم فشار آب را عهده‌دار است و شناخت قسمت‌های مختلف و نحوه کارکرد آن می‌تواند به شما برای خرید بهترین کارتریج شیرآلات اهرمی کمک کند. مطالعه این مقاله شما را با موضوعات فوق کاملا آشنا کرد و امیدواریم برایتان مفید و کاربردی بوده باشد. شما هم اگر در زمینه کارتریج شیرآلات اهرمی تجربه‌ای دارید، لطفا در بخش نظرات با کاربران سایت سرام پخش به اشتراک بگذارید.