প্রাচীনকাল থেকে, মানবজাতি তাদের শারীরিক শ্রমের সুবিধার্থে যেকোনো উপায়ে চেষ্টা করেছে। সহজ প্রক্রিয়া এই সমস্যা সমাধানের একটি উপায় হয়ে উঠেছে। এই নিবন্ধটি লিভার এবং ব্লকের পাশাপাশি লিভার এবং ব্লকের সিস্টেমের মতো উদ্ভাবনগুলি নিয়ে আলোচনা করে৷
লিভারেজ কি এবং কখন ব্যবহার করা হয়েছিল?
সম্ভবত ছোটবেলা থেকেই সবাই এই সহজ পদ্ধতির সাথে পরিচিত। পদার্থবিজ্ঞানে, একটি লিভার হল একটি মরীচি (রড, বোর্ড) এবং একটি সমর্থনের সংমিশ্রণ। ওজন উত্তোলন বা শরীরের সাথে গতি যোগাযোগের জন্য লিভার হিসাবে কাজ করে। মরীচির নীচে সমর্থনের অবস্থানের উপর নির্ভর করে, লিভার শক্তি বা লোডের চলাচলে একটি লাভের দিকে নিয়ে যেতে পারে। এটা বলা উচিত যে লিভারটি একটি শারীরিক পরিমাণ হিসাবে কাজের হ্রাসের দিকে পরিচালিত করে না, এটি আপনাকে এটির কার্য সম্পাদনকে একটি সুবিধাজনক উপায়ে পুনরায় বিতরণ করতে দেয়৷
মানুষ দীর্ঘদিন ধরে লিভারেজ ব্যবহার করছে। সুতরাং, প্রমাণ রয়েছে যে এটি প্রাচীন মিশরীয়রা পিরামিড নির্মাণে ব্যবহার করেছিল। লিভারের প্রভাবের প্রথম গাণিতিক বিবরণ খ্রিস্টপূর্ব ৩য় শতাব্দীর এবং আর্কিমিডিসের অন্তর্গত। জড়িত এই প্রক্রিয়ার অপারেশন নীতির একটি আধুনিক ব্যাখ্যানিউটনের ধ্রুপদী মেকানিক্স গঠনের সময় শুধুমাত্র 17 শতকে শক্তির মুহুর্তের ধারণাটি উদ্ভূত হয়েছিল।
লিভারের নিয়ম
লিভার কিভাবে কাজ করে? এই প্রশ্নের উত্তর শক্তির মুহূর্ত ধারণার মধ্যে রয়েছে। পরেরটিকে এমন একটি মান বলা হয়, যা তার মডুলাস দ্বারা বলের বাহুকে গুণ করার ফলে প্রাপ্ত হয়, তা হল:
M=Fd
বল d এর বাহু হল ফুলক্রাম থেকে F বল প্রয়োগের বিন্দু পর্যন্ত দূরত্ব।
যখন একটি লিভার তার কাজ করে, তখন তিনটি ভিন্ন শক্তি কাজ করে:
- বাহ্যিক শক্তি প্রয়োগ করা হয়েছে, উদাহরণস্বরূপ, একজন ব্যক্তির দ্বারা;
- লোডের ওজন যা একজন ব্যক্তি লিভার দিয়ে সরাতে চায়;
- লিভার বিমের দিকে সাপোর্টের পাশ থেকে সাপোর্টের প্রতিক্রিয়া।
সমর্থনের প্রতিক্রিয়া অন্য দুটি শক্তিকে ভারসাম্যপূর্ণ করে, তাই লিভারটি মহাকাশে অগ্রসর হয় না। এটি যাতে ঘূর্ণন গতি সঞ্চালন না করে, তার জন্য এটি প্রয়োজনীয় যে সমস্ত মুহূর্তের শক্তি শূন্যের সমান। শক্তির মুহূর্ত সর্বদা কিছু অক্ষের সাপেক্ষে পরিমাপ করা হয়। এই ক্ষেত্রে, এই অক্ষ হল ফুলক্রাম। অক্ষের এই পছন্দের সাথে, সমর্থনের প্রতিক্রিয়া বলের ক্রিয়ার কাঁধটি শূন্যের সমান হবে, অর্থাৎ, এই বলটি একটি শূন্য মুহূর্ত তৈরি করে। নীচের চিত্রটি প্রথম ধরণের একটি সাধারণ লিভার দেখায়। তীরগুলি বাহ্যিক বল F এবং লোড R এর ওজন চিহ্নিত করে।
এই বাহিনীর জন্য মুহূর্তের যোগফল লিখুন, আমাদের আছে:
RdR+ (-FdF)=0
মুহুর্তের যোগফলের শূন্য থেকে সমতা লিভার বাহুগুলির ঘূর্ণনের অনুপস্থিতি নিশ্চিত করে৷ মুহূর্তফোর্স F একটি নেতিবাচক চিহ্নের সাথে নেওয়া হয় কারণ এই বল লিভারকে ঘড়ির কাঁটার দিকে ঘুরিয়ে দেয়, আর বল R ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে ঘুরতে থাকে।
নিম্নলিখিত ফর্মগুলিতে এই অভিব্যক্তিটি পুনরায় লিখলে, আমরা লিভারের জন্য ভারসাম্যের শর্তগুলি পাই:
RdR=FdF;
dR/dF=F/R
আমরা শক্তির মুহূর্তের ধারণা ব্যবহার করে লিখিত সমতা পেয়েছি। খ্রিস্টপূর্ব তৃতীয় শতাব্দীতে। e গ্রীক দার্শনিকরা এই ভৌত ধারণা সম্পর্কে জানতেন না, তবুও, আর্কিমিডিস পরীক্ষামূলক পর্যবেক্ষণের ফলে লিভারের বাহুতে কাজ করে এমন শক্তির অনুপাত এবং এই বাহুগুলির দৈর্ঘ্যের মধ্যে একটি বিপরীত সম্পর্ক স্থাপন করেছিলেন।
নথিভুক্ত সমতাগুলি দেখায় যে বাহুর দৈর্ঘ্য হ্রাস dR একটি ছোট বল F এবং a এর সাহায্যে বড় ওজন তোলার সম্ভাবনার উত্থানে অবদান রাখে লম্বা হাত dF R কার্গো।
পদার্থবিদ্যায় ব্লক কি?
ব্লক হল আরেকটি সহজ প্রক্রিয়া, যা নলাকার পৃষ্ঠের ঘের বরাবর একটি খাঁজ সহ একটি গোলাকার সিলিন্ডার। ফারো দড়ি বা চেইন সুরক্ষিত করতে কাজ করে। ব্লকের ঘূর্ণনের একটি অক্ষ রয়েছে। চিত্রটি একটি ব্লকের একটি উদাহরণ দেখায় যা দেখায় যে এটি কীভাবে কাজ করে৷
এই ব্লকটিকে স্থির বলা হয়। এটি শক্তিতে লাভ দেয় না, তবে আপনাকে এর দিক পরিবর্তন করতে দেয়৷
স্থির ব্লক ছাড়াও একটি চলন্ত ব্লক আছে। চলমান এবং স্থির ব্লক সিস্টেমটি নীচে দেখানো হয়েছে৷
যদি এই সিস্টেমে মুহূর্তের নিয়ম প্রয়োগ করা হয়, তাহলে আমরা পাবশক্তি বৃদ্ধি দুই গুণ, কিন্তু একই সময়ে আমরা পথে একই পরিমাণ হারাই (চিত্র F=60 N)।
লিভার এবং ব্লকের সিস্টেম
আগের অনুচ্ছেদে উল্লিখিত হিসাবে, পথ বা শক্তি অর্জনের জন্য লিভারেজ ব্যবহার করা যেতে পারে, যখন ব্লক আপনাকে শক্তি অর্জন করতে এবং এর কর্মের দিক পরিবর্তন করতে দেয়। বিবেচিত সাধারণ প্রক্রিয়াগুলির এই বৈশিষ্ট্যগুলি লিভার এবং ব্লকগুলির সিস্টেমে ব্যবহৃত হয়। এই সিস্টেমগুলিতে, প্রতিটি উপাদান কিছু শক্তি নেয় এবং এটিকে অন্য উপাদানগুলিতে স্থানান্তর করে যাতে আমরা একটি আউটপুট হিসাবে আসল শক্তি পাই।
লিভার এবং ব্লকের পরিচালনার সহজতা এবং তাদের কাঠামোগত ব্যবহারের নমনীয়তা এই ধরনের সংমিশ্রণ থেকে জটিল প্রক্রিয়া রচনা করা সম্ভব করে।
সরল মেকানিজম সিস্টেম ব্যবহারের উদাহরণ
আসলে, আমাদের চারপাশে যে কোনো মেশিনই লিভার এবং ব্লকের সিস্টেম। এখানে সবচেয়ে বিখ্যাত উদাহরণ আছে:
- টাইপরাইটার;
- পিয়ানো;
- ক্রেন;
- ভাঁজ করা ভারা;
- সামঞ্জস্যযোগ্য বিছানা এবং টেবিল;
- মানুষের হাড়, জয়েন্ট এবং পেশীর সমষ্টি।
যদি এই সিস্টেমগুলির প্রতিটিতে ইনপুট বল জানা যায়, তাহলে সিস্টেমের প্রতিটি উপাদানে ধারাবাহিকভাবে লিভার নিয়ম প্রয়োগ করে আউটপুট বল গণনা করা যেতে পারে।
