मशीनें और उनका उपयोग

मशीनों का परिचय

• चारों ओर मशीनों का होना।
• मोबाइल, गैस चूल्हा, पंखा, मिक्सर, वाशिंग मशीन इत्यादि।
• मशीनें काम को आसान बनाने के लिए उपयोग होती हैं।

फिजिक्स में मशीन की परिभाषा

• मशीन एक यांत्रिक उपकरण है जो इनपुट प्राप्त करता है।
• इनपुट: मशीन में किया गया कार्य।
• आउटपुट: मशीन द्वारा किया गया कार्य।

सरल मशीनों के प्रकार

1. लीवर
   • एक रॉड या बेंड रॉड जिसमें एक स्थिर बिंदु (फलक्रम) होता है।
2. पहिया और एक्सल
   • साइकिल और मोटरसाइकिल में पाया जाता है।
3. पुली
   • कुएं में लगी होती है।
4. झुकाव वाला तल (Inclined Plane)
   • गाड़ी को ऊपर चढ़ाने के लिए उपयोग होता है।
5. चाकू या कुल्हाड़ी (Wedge)
6. स्क्रू

मशीनों के उपयोग

कार्य को आसान बनाना

• भारी लोड उठाने के लिए: जैक का उदाहरण।
• बल गुणक: मशीन आपके प्रयास को कई गुना बढ़ा देती है।

दिशा में परिवर्तन

• प्रयास की दिशा बदलना: साइकिल में पैडल से पीछे के पहिये तक।
• कुएं से पानी निकालने के लिए: फिक्स पुली का उपयोग करके।

गति में वृद्धि (Gain in Speed)

• कम प्रयास में अधिक लोड को उठाना।

मशीन की विशेषताएँ

• लोड: वह प्रतिरोधी बल जिसे मशीन ओवरकम करती है।
• एफर्ट: मशीन पर लगाई गई शक्ति।
• यांत्रिक लाभ (Mechanical Advantage): लोड और एफर्ट का अनुपात।
  • यदि Mechanical Advantage > 1, तो मशीन बल गुणक की तरह कार्य करती है।
  • यदि Mechanical Advantage < 1, तो मशीन गति में वृद्धि करती है।

वेलोसिटी अनुपात (Velocity Ratio)

• प्रयास की गति और लोड की गति का अनुपात।
• वेलोसिटी रेशियो में 3 मान हो सकते हैं:
  1. < 1 (गति में वृद्धि)
  2. = 1 (न तो गति में वृद्धि, न बल गुणक)

  3. 1 (बल गुणक)

कार्य इनपुट और आउटपुट

• कार्य इनपुट: मशीन में लगाई गई शक्ति।
• कार्य आउटपुट: मशीन द्वारा किया गया कार्य।

दक्षता (Efficiency)

• दक्षता = कार्य आउटपुट / कार्य इनपुट
• दक्षता प्रतिशत में होती है।

मशीन के सिद्धांत

• एक आदर्श मशीन में कार्य इनपुट = कार्य आउटपुट होता है।
• वास्तविक मशीनों की दक्षता कभी 100% नहीं हो सकती।

लीवर के प्रकार

1. पहला प्रकार (Class I): फलक्रम बीच में, लोड और प्रयास किनारे पर।
2. दूसरा प्रकार (Class II): लोड बीच में, फलक्रम किनारे पर।
3. तीसरा प्रकार (Class III): प्रयास बीच में, लोड और फलक्रम किनारे पर।

पुली और ब्लॉक एंड टैकल सिस्टम

• फिक्स पुली: दिशा में परिवर्तन करती है, Mechanical Advantage = 1
• मूवेबल पुली: Mechanical Advantage > 1
• ब्लॉक एंड टैकल सिस्टम: दो या अधिक पुलियों का संयोजन।

महत्वपूर्ण नोट्स

• कार्य का SI माप: जूल (Joule)
• सफलतापूर्वक मशीन का उपयोग करने के लिए उसका सही ज्ञान होना आवश्यक है।
• मशीनों की दक्षता और उनके उपयोग की समझ से कार्य को सरल और प्रभावी बनाया जा सकता है।