Daily Archives: 13 Փետրվարի, 2026

Պարզ մեխանիզմներ․ Ճախարակ

​
Պարզ մեխանիզմներ. ՃԱԽԱՐԱԿ
Ճախարակ կոչվում է փորակ ունեցող անիվը, որը կարող է պտտվել գոտե կապի մեջ ամրացված առանցքի շուրջը:
Անշարժ կոչվում է այն ճախարակը, որի առանցքն ամրացված է և բեռներ բարձրացնելու ժամանակ ո՛չ իջնում է, ո՛չ բարձրանում: Նկարում ցույց է տրված, թե ինչպես են բեռը բարձրացնում անշարժ ճախարակի միջոցով: Ճախարակում շփման ուժերի բացակայության դեպքում նրա վրա ազդում են միայն պարանի ձգման F1  և բեռի ծանրության  F2 ուժերը: Այդ ուժերի կիրառման կետերը կարելի է համ արել ճախարակի A և B կետերը ( տե՛ս նկ.):
Բազմաճախարակ
Ուժի մեջ ավելի մեծ շահում ստանալու նպատակով կիրառում են բազմաճախարակ , որն անշարժ և շարժական ճախարակների համակցությունն է: Նկարում  պատկերված բազմաճախարակը կազմված է երեք շարժական և երկու անշարժ ճախարակներից: Քանի որ շարժական ճախարակներից յուրաքանչյուրը կրկնապատկում է քարշի ուժը, ապա այդպիսի բազմաճախարակն ընդհանուր առմամբ ուժի վեցակի շահում է տալիս։
 
Թեք հարթություն
Թեք հարթությունը թեք դրած հարթակի ձևով մարմին է, որի վրայով բեռը սահեցնելով կամ գլորելով մի մակարդակից տեղափոխում ենք մեկ այլ մակարդակ (նկար)։
Եթե անտեսենք շփումը թեք հարթության մակերևույթի և բեռի միջև, ապա թեք հարթությամբ բեռի բարձրացման ժամանակ ավելի փոքր ուժ գործադրելով, քան բեռի ծանրության ուժն է, կարելի է բարձրացնել բեռը։
Այսինքն, թեք հարթությունն ուժի շահում է տալիս:
 
 
Ոլորան
Ոլորանն, ըստ էության, իրար միացված տարբեր շառավիղներով անիվներից կազմված համակարգ է, որը պտտվում է սևեռված առանցքի շուրջը: Այն գործում է ինչպես 1-ին սեռի լծակ, ուստի, կախված այն բանից, թե որտեղ են կիրառված ճիգն ու բեռը, կարող է շահում տալ ինչպես ուժի, այնպես էլ արագության մեջ: Լծակի հենման կետը սևեռված առանցքն է: Բեռի և ճիգի բազուկները համապատասխան անիվների շառավիղներն են: Դրանց  
R/r 
հարաբերությունն էլ հավասար է ոլորանի տված շահումին: Ուժի մեջ շահում տվող ոլորանի օրինակ է սովորական պտուտակահանը, իսկ արագության մեջ՝ մթերք կտրատող սղոցը: Պարզագույն ոլորանը, որը կազմված է թմբուկից և նրան ամրացված բռնակից, հայտնագործվել է խոր հնադարում։ Առավել հաճախ այն օգտագործվել է ջրհորից ջուրը վեր բարձրացնելու համար։
 
Սեպ
Ուշադրություն
Սեպը բրգաձև պարզ մեխանիզմ է, որի կողմնային մակերևույթները (թեք հարթությունները) հատվում են սուր անկյան տակ: Այն հիմնականում օգտագործում են երկու նպատակով.
1) մշակվող մարմինը ճեղքելու, մասերի բաժանելու
2) հպվող մակերևույթներն իրարից հեռացնելու համար1-ին դեպքի օրինակներ են սեպին կացնով հարվածելով կոճղը կիսելը, սառցահատի կողմից սառույցը ճեղքելը և այլն: Երբ կացնով ուղղաձիգ ուղղությամբ հարվածում ենք սեպին, կոճղի բաժանված մասերը հեռանում են հորիզոնական ուղղությամբ: Նշանակում է, որ սեպը փոխում է իր վրա ազդող ուժի ուղղությունը: Բացի դրանից, ուժը, որով սեպը հրում է կոճղի կտորները, զգալիորեն գերազանցում են կացնի կողմից սեպի վրա ազդող ուժին, այսինքն՝ սեպը փոփոխում է նաև ուժի մեծությունը:
Սեպի առաջացրած` դեպի տարբեր կողմեր ուղղված հզոր ուժերն օգտագործում են բոլոր կտրող-ծակող գործիքներում (մեխ, ասեղ, մկրատ, դանակ, սուր, նիզակ և այլն):
2-րդ դեպքում սեպը հանդես է գալիս ոչ թե կտրողի կամ ծակողի, այլ ընդհակառակը՝ կպցնողի, ամրացնողի դերում: Օրինակ, կացնի կոթն ամրացնելու համար կոթի մեջ սեպ են խրում: Սեպը մեծ ուժով կոթը սեղմում է կացնին, որի հետևանքով դադարի շփման առավելագույն ուժը երկաթի և փայտի միջև էապես մեծանում է, ինչն էլ կոթը «կպցնում» է կացնին:
Նույն սկզբունքով պատուհանի շրջանակն ամրացնում են պատին, մեքենայի շարժիչի տարբեր դետալներ՝ միմյանց և այլն:
Պտուտակ
Պտուտակը պարզ մեխանիզմ է, որի պարուրակը գլանի շուրջը բազմաթիվ անգամներ փաթաթած թեք հարթություն է:
Այլ պարզ մեխանիզմների նման պտուտակն էլ կարող է փոփոխել ուժի ուղղությունը և մեծությունը:
Երբ խցանահանի բռնակը հորիզոնական հարթության մեջ պտտում ենք ժամսլաքի ուղղությամբ, խցանահանը շարժվում է դեպի ներքև: Պտտելով ամբարձիկի բռնակը՝ ավտոմեքենան վեր ենք բարձրացնում: Հենց սա էլ վկայում է այն մասին, որ պտուտակը փոփոխում է ուժի ուղղությունը (ճիգը գործադրվում է հորիզոնական ուղղությամբ, իսկ բեռը բարձրանում է ուղղաձիգ ուղղությամբ):
Փոքր ճանապարհ անցնելու համար պտուտակը բազմաթիվ պտույտներ է գործում: Նշանակում է, որ այս դեպքում կորցնում ենք ճանապարհի մեջ, բայց մեծապես շահում ուժի մեջ: Իդեալական դեպքում ուժի մեջ պտուտակի շահումը հավասար է մեկ պտույտի ընթացքում ուժի կիրառման կետի անցած ճանապարհի (օրինակ՝ ամբարձիկի դեպքում բռնակի գծած շրջանագծի երկարության) հարաբերությանը պտուտակի պարույրի քայլին (հարևան պարույրների հեռավորությանը), որը կարող է շատ մեծ լինել:
Պտուտակը, հիրավի, ամենատարածված պարզ մեխանիզմն է կենցաղում, արդյունաբերության մեջ և տեխնիկայում: Մի դեպքում այն տարբեր մարմիններ ամրացնելու դեր է կատարում, մեկ այլ դեպքում պտտական շարժումը փոխակերպում է համընթացի, բեռ է բարձրացնում, ինքնաթիռների ու նավերի շարժիչների քարշի ուժն է ստեղծում և այլն:
Պտուտակներ սկսել են օգտագործել դեռ վաղ ժամանակներից: Մ.թ.ա. 
III դարում Արքիմեդի ստեղծած պտուտակը, որը կազմված է թեք դրված խողովակից և պտուտակից, երկու հազար տարուց ավելի օգտագործում են ջուրը ցածրադիր ջրամբարներից ոռոգման ջրատարներ բարձրացնելու համար: Այժմ այն լայն կիրառություն ունի բազմազան ոլորտներում:
Սովորական մսաղացի մեջ այն միսը տեղափոխում ու սեղմում է կտրող դանակին: Ձկնարդյունաբերության մեջ այն օգտագործում են ձուկն անվնաս ջրից տրանսպորտային տարաների մեջ տեղափոխելու համար:
Եթե այն պտտվելով ջուր է բարձրացնում, ապա նրա մեջ վերևից լցված ջուրը պտույտ է առաջացնում, ինչն էլ հաջողությամբ օգտագործվում է մի շարք հիդրոէլեկտրակայանների տուրբինները պտտելու համար: Վերջերս Արքիմեդի պտուտակի կիրառմամբ զարմանահրաշ ատրակցիոններ են հայտնվել զվարճանքի հանրահայտ վայրերում: Մեքենաշինության բնագավառում էլ այն հետաքրքիր կիրառություն է գտել: Դժվարանցանելի տեղանքներում անփոխարինելի են մեքենաները, որոնցում անիվների փոխարեն Արքիմեդի պտուտակներն են: Դրանք հեշտությամբ հաղթահարում են փափուկ հողային տարածքները, ճահիճները, շատ խոր ձյան շերտերը, մի խոսքով՝ իսկական ամենագնացներ են:
Առաջադրանքներ
Ցու՛յց տուր ճիշտ պատասխանը: Հնարավոր է ընտրել մի քանի պատասխան:
 
1. Անշարժ ճախարակը 
 
 
2. Պատասխաններից ընտրի՛ր, թե  ի՞նչ պարզ մեխանիզմ է պատկերված նկարում:
 
 3-Հաշվի՛ր, թե որքան կբարձրանա նկարում պատկերված բեռը, որը բարձրացվում է ճախարակի միջոցով, եթե պարանի ազատ ծայրը իջնի 2.6 մ-ով: Շփումն անտեսել:
 
Պարանի ազատ ծայրը  կիջնի 2,6 մ -ով:
 
4-Որոշի՛ր, թե ինչ ուժով պետք է ձգել պարանի ազատ ծայրը 120 Ն կշռով մարմինը հավասարաչափ վեր բարձրացնելու համար:
 
Պատասխան՝ մարմինը կարելի է բարձրացնել 60 Ն ուժով:
 
5-Բանվորը, օգտվելով շարժական ճախարակից, 576 Ն կշռով մարմինը բարձրացնում է 4 մ-ով: Գտի՛ր, թե ի՞նչ ուժով է նա ձգում պարանը և ի՞նչ երկարության պարան է նա դուրս քաշում:
 
Պատասխան.
 
288. բանվորը բարձրացնում է մարմինը  Ն ուժով;
 
8. դուրս քաշած պարանի երկարությունը  մ է:
 
6- Պարանի ազատ ծայրին կիրառված է  F= 289 Ն ուժ: Բեռը ճախարակների համակարգով հավասարաչափ վեր է բարձրացվում, g≈10Ն/կգ
Գտի՛ր բարձրացվող բեռի զանգածը:
 
Պատասխան-289×2=578
578:10=57.8
7- Մարմինը շարժական ճախարակով 3 մ բարձրացնելու համար մարդը պարանի ազատ ծայրը ձգում է 315 Ն ուժով:
 Հաշվի՛ր, թե ի՞նչ աշխատանք է նա այդ դեպքում կատարում:
 
Պատասխան՝  945Ջ:
8-Ջահը բարձրացնում են ոլորանի միջոցով, որի թմբուկի շառավիղը 5 սմ է, իսկ բռնակի երկարությունը՝ 40 սմ: Որոշի՛ր, թե որքա՞ն է ջահի զանգվածը, եթե բռնակի վրա կիրառվել է 420 Ն ուժ, g≈10Ն/կգ
L1=5սմ
L2=40սմ
F2=420Ն
————
F1=?
F1=40*420/5=3360
Պատասխան՝ ջահի զանգվածը 3360-կգ է։
9-Ոլորանի բռնակին ազդելով 76 Ն ուժով՝ ջրհորից մի դույլ ջուր հանեցին: Դույլի զանգվածը 3 կգ է, ոլորանի թմբուկի շառավիղը՝ 20 սմ, իսկ բռնակի երկարությունը՝ 53 սմ: Գտի՛ր, թե ի՞նչ ծավալի ջուր հանեցին ջրհորից:
 ρ=1000կգ/մ3 , g≈10Ն/կգ
 
 
L1=20սմ=0,2մ
L2=53սմ =0.53մ
F1=76Ն
m=3կգ
—————-
V(ջուր)-?
F1*L1=F2*L2
F2=F1*L1/L2=
Պատասխան՝ ջրի ծավալը —— լիտր է: