مقدمه
ماشین هر وسیله مکانیکی یا وسیله الکتریکی است، که با انتقال یا اصلاح انرژی ، انسان را در انجام کارهایش ، یا در بهتر انجام شدن کارهایش یاری دهد، یا خود آنها را انجام میدهد. ساز و کارها و ماشینهای مکانیکی ، حتی قبل از آن که اطلاعات مکتوبی در دسترس باشد، برای تقویت توانائیهای نوع بشر ، دائما در حال استفاده بوده. تفاوت عمده ابزار ساده با ماشینها یا مکانیزمهای ساده ، وجود یک منبع قدرت و بعضی اوقات ، در کارکرد مستقل میباشد. ابزار قدرتمند امروزی ، ماشین ابزارهای خودکار ، و ماشین آلات قدرتمندی که توسط انسان هدایت میشوند، این تعریف را پیچیده کردهاند. هر دستگاهی که بتواند انجام کاری را آسان کند، ماشین نامیده میشود.
انواع ماشینها
ماشینها برای انجام کار ، صورتی از انرژی را به کار مکانیکی تبدیل میکنند. به غیراز ماشینهای ساده انواع دیگر ماشینها عبارتاند از: ماشینهای مکانیکی ، ماشینهای گرمایی ، ماشینهای الکترونی و ماشینهای فوتونی (نوری و موجی). در ماشینهای مکانیکی از انرژی آب یا انرژی باد یا انرژی عضلات انسان یا حیوان برای حرکت اجسام و آسان کردن کارها استفاده میشود. در بعضی از ماشینها میتوان ابتدا مقداری انرژی را ذخیره کرد و سپس انرژی ذخیره شده را به تدریج به کار برد. ماشینها و ساعتهای کوکی نمونهای از ماشینهای مکانیکی هستند.
ماشین چیست؟
به وسایلی مانند اهرم و سطح شیب دار که انجام دادن کارها را آسان تر می کند ماشین گفته می شود. بعضی ماشین ها ساده اند مثل قرقره، پیچ گوشتی و غیره. ساختمان بعضی از ماشین ها پیچیده است. هر ماشین از به هم پیوستن ماشین های ساده صورت می گیرد. مانند ماشین لباسشوئی و چرخ گوشت.
ماشین ها نیروی خود را از کجا به دست می آورند؟
گفتیم که برای به حرکت در آوردن اجسام نیرو لازم است. گاهی این نیرو را توسط انسان تأمین می کنند مانند کارگری که سطل پر از قیر را به بالا می برد. و گاهی تنها نیروی ماهیچه ما کافی نیست به همین دلیل باید به فکر منابع دیگر نیرو باشیم.
استفاده از انرژی الکتریکی
انرژی الکتریکی از مهم ترین انرژی هاست. به وسیله ای که انرژی الکتریکی را به انرژی حرکتی تبدیل می کند موتور الکتریکی می گویند. اگر موتور الکتریکی را به جریان برق وصل کنیم می تواند اجسام را به حرکت در آورد. مانند آرمیچر، چرخ گوشت و سشوار فیزیک موتور الکتریکی است.
ماشین های مدرن خیلی پیچیده اند. ولی به طور کلی همگی ترکیبی از یک یا سه عنصر اصلی (چرخ و محور، اهرم و سطح شیبدار هستند). چرخ و محور از یک چرخ که به دور یک مرکز میچرخد تشکیل شده و باعث چرخش اجسام میشود. اهرم جسم سختی است که بر روی یک نقطه اتکا تکیه داده میشود. سطح شیبدار نیروی مورد نیاز برای حرکت اجسام به طرف بالا را کاهش میدهد چونکه با افزایش دادن فاصلة اعمال نیرو، نیروی مورد نیاز را کاهش میدهد. پیچ و گوه هر دو نوعی سطح شیبدار تغییر یافته هستند. در پیچ سطح شیبدار به صورت مارپیچی به دور یک سطح سیلندری پیچیده شده است. در اثر چرخاندن به سمت جلو یا عقب حرکت میکند، معمولاً توسط یک پیچ گوشتی یا آچار. ولی پیچ ماشین مفیدی نیست، زیرا که مقدار زیادی از انرژی در اثر اصطکاک از بین میرود. گوه از دو سطح شیبدار تشکیل شده که در نقطهای به هم می رسند. از گوه برای قطع کردن اجسام یا برای نگهداشتن چیزی در جایی استفاده میشود. سطح شیبدار حرکت نمیکند در صورتی که گوه حرکت می کند. قرقره از یک زنجیر، طناب یا کمربند تشکیل شده است که به دور یک چرخ پیچیده است. قرقره میتواند باثت یا متحرک باشد. کار اصلی ماشین ها تولید نیرو و تبدیل آن به نیروی کار است. ماشین ها، چه ساده و چه پیچیده باعث آسودگی زندگی انسان میشون