සරල යන්ත්‍ර වර්ග
ආනත තලය
වැඩ පහසු කරගැනීමට ආනත තල යොදා ගත හැකි නිසා ආනත තලය ද සරල යන්ත්‍ර වර්ගයකි. යම් වස්තුවක් සිරස්ව ඉහළට එසැවීමට එහි බරට සමාන බලයක් යෙදිය යුතු බව අපි මීට ඉහත අධ්‍යයනය කළෙමු. එහෙත් ආනත තලයක් දිගේ එය ඉහළට ගෙන යන විට අවශ්‍ය වන්නේ ඊට වඩා අඩු ආයාසයකි. ආනත තලයක් දිගේ වස්තුවක් ඉහළට ගෙන යන විට අවශ්‍ය ආයාසය ආනතියට අනුව වෙනස් වන්නේ කෙසේ දැයි සෙවීමට 15.2 ක්‍රියාකාරකම සිදු කරමු.
ආනත තලයේ ආනතිය වැඩි වන විට ආයාසය වැඩි වන බවත් ආනතිය අඩු වන විට ආයාසය අඩු වන බවත් ඔබට දැකගත හැකි වනු ඇත. ආයාසය අඩු වීම අනුව යාන්ත්‍ර වාසිය වැඩි වේ.
එදිනෙදා ජීවිතයේ දී ආනත තලය යෙදෙන අවස්ථා
● කූඤ්ඤය
● පඩි පෙළ
● ඉස්කුරුප්පු ජැක්කුව
● ඉස්කුරුප්පු ඇණය
● ඉනිමග
ආනත තලය ආශ්‍රිත ගණනය කිරීම් සිදු කරන ආකාරය මීළඟට සලකා බලමු.
තෙල් පීප්පයක බර 600 N කි. එය 4 m දිග ආනත තලයක් යොදා ගෙන පොළොවේ සිට 1 m උස ලොරියේ තට්ටුව වෙතට චලනය කෙරේ. ආනත තලය දිගේ තෙල් පීප්පය ඉහළට තල්ලු කිරීමට අවශ්‍ය වූ බලය 200 N ක් යැයි සිතමු.
චක්‍රය හා අක්ෂ දණ්ඩ (සක හා අකර)
චක්‍රය හා අක්ෂ දණ්ඩ වැඩ පහසු කර ගැනීමට යොදා ගන්නා තවත් සරල යන්ත්‍ර වර්ගයකි. චක්‍රය හා අක්ෂ දණ්ඩ එකිනෙකට සම්බන්ධ බැවින් චක්‍රය හරහා අක්ෂ දණ්ඩට ආයාසය සපයා වැඩ පහසුවෙන් කරගත හැකි ය. මේ සඳහා ඩබරය තුළ මෙම සරල යන්ත්‍ර උපක්‍රමය ක්‍රියාත්මක වන අයුරු සලකා බලමු.
ඩබරය යනු සිලින්ඩරාකාර ලී කඳකට වකැටියක් (මිටක්) සවි කර, 15.18 රූපයේ දැක්වෙන පරිදි ආධාරක දෙකක් මත නිදහසේ භ්‍රමණය කළ හැකි සේ සකස් කරගත් උපකරණයකි.
ලී කඳ වටා කඹයක් ඔතා ඇත. කඹයේ අනික් කෙළවරට බාල්දියක් සම්බන්ධිත ය. වකැටිය කරකවන විට සිලින්ඩරාකාර ලී කඳ වටා කඹය එතෙයි. ඒ අනුව බාල්දිය එසැවේ. වකැටිය එක් වටයක් කරකවන විට, කඹය ද ලී කඳ වටා එක් වටයක් එතේ.
වකැටිය එක් වටයක් කරකවන විට, ආයාසය චලනය වන දුර, වටයක් කරකැවෙන වෘත්තයේ පරිධියට සමාන ය. එවිට භාරය එසැවෙන්නේ ලී කඳේ පරිධියට සමාන උසකටයි.
මෙයින් පැහැදිලි වන්නේ කුමක් ද? ලී මිටේ (වකැටියේ) දිග, ලී කඳේ අරයෙන් බෙදූ විට චක්‍රය හා අක්ෂ දණ්ඩ යන්ත්‍රවල ප්‍රවේග අනුපාතය ලැබෙන බවයි.
චක්‍රය හා අක්ෂ දණ්ඩ යන්ත්‍රවල භාවිත අවස්ථා කිහිපයක් පහත දැක්වේ.
කප්පි
ළිඳකින් ජලය ලබා ගැනීමේ දී කඹයකට ගැට ගැසූ බාල්දිය ළිඳ තුළට යවා ජලය පිරුණු පසු ඉහළට එසැවීම අපහසු බවත් එය කප්පියක් භාවිතයෙන් කර ගැනීම පහසු බවත් මෙම පාඩමේ මුල් කොටසේ දී සඳහන් කර ඇත. මේ අනුව කප්පිය සරල යන්ත්‍රයකි.
කඹයේ නිදහස් කෙළවරින් බලය යොදා බාල්දිය ඔසවන විට යෙදිය යුතු බලය පිළිබඳ අවබෝධයක් ලබා ගැනීමට 15.3 ක්‍රියාකාරකමෙහි යෙදෙමු.
ගල් කැටය හෝ ගැළපෙන භාරය කෙලින් ම නිව්ටන් තුලාව භාවිතයෙන් ඔසවන විටත්, කප්පිය භාවිතයෙන් ඔසවන විටත් යොදන බලය ආසන්න වශයෙන් සමාන බව ඔබට පෙනෙනු ඇත (කප්පියේ ඝර්ෂණය නිසා මෙම බල දෙක අතර සුළු වෙනසක් දැකිය හැකි වනු ඇත).
යමක් කෙළින් ම එසැවීමේ දී අප බලය යෙදිය යුත්තේ සිරස්ව ඉහළටයි. එහෙත් කප්පිය යොදා ගැනීමේ දී අපට ලණුව පහසු දිශාවකට පවත්වා ගෙන (පහසු ආනතියකින් යුක්තව තබා ගෙන) බලය යෙදිය හැකි ය. ඉහළට බල යොදනවාට වඩා පහළට බලය යෙදීම පහසු ය. එබැවින් තනි කප්පියක් භාවිතයෙන් බරක් එසවීම පහසු ය.
කප්පිය නම් සරල යන්ත්‍රය ආශ්‍රිත සරල ගැටලුවක් විසඳමු.
ජලය පිරි බාල්දියක බර 12 N ය. එය කප්පියක් (බොලොක්කයක්) භාවිතයෙන් ඔසවන්නේ යැයි සිතන්න. (කප්පියේ ඝර්ෂණයක් නොමැති යැයි උපකල්පනය කරන්න.)
කප්පි පද්ධති
ළිඳකින් වතුර ඇදීමේ දී භාවිත වන කප්පියක සිදු වන එක ම චලිතය, එය සවි කර ඇති අක්ෂය වටා භ්‍රමණය වීම යි. මෙවැනි කප්පි අචල කප්පි ලෙස හැඳින්වේ. මීට මතරව චලනය වන කප්පි සහිත කප්පි පද්ධති ද ඇත.
15.24 රූපයේ පෙන්වා ඇත්තේ අචල කප්පියකින් සහ සචල කප්පියකින් සමන්විත වන කප්පි පද්ධතියකි.
මෙහි ඇති සචල කප්පිය මත රැහැන් පොටවල් දෙකකින් ඉහළට බල යෙදෙන නිසා, එක් රැහැන් පොටකින් යෙදිය යුත්තේ භාරයෙන් අඩකට සමාන බලයකි. එම බලය අචල කප්පිය මතින් යන රැහැන් පොට මගින් පහළට යෙදිය හැකි ය. එම නිසා මෙම කප්පි පද්ධතියේ යාන්ත්‍ර වාසිය දෙකක් වේ. මෙම යාන්ත්‍ර වාසිය අපට ලැබෙන්නේ සචල කප්පියෙන් පමණි. අචල කප්පියෙන් සිදු කරන්නේ බලය යෙදිය යුතු දිශාව වෙනස් කිරීම පමණි.
ඕනෑ ම සරල යන්ත්‍රයක යාන්ත්‍ර වාසිය වැඩි වන විට ප්‍රවේග අනුපාතය ද වැඩි වේ. මෙම කප්පි පද්ධතියේ ද, අප ආයාසය යොදන රැහැන් පොට යම් දුරක් පහළට ගමන් කරන විට භාරය ගමන් කරන්නේ එම දුරෙන් අඩකි. එම නිසා ප්‍රවේග අනුපාතය දෙකක් වේ.
අචල සහ සචල කප්පි ගණනාවක් භාවිතයෙන් කප්පි පද්ධතියක යාන්ත්‍රික වාසිය විශාල ලෙස වැඩි කර ගත හැකි ය. දොඹකරය කප්පි පද්ධති සහිත යන්ත්‍රයකි.
සංකීර්ණ යන්ත්‍ර සාදා ගන්නේ සරල යන්ත්‍ර කිහිපයක සංකලනයෙනි.
නිදසුන :- පා පැදිය
