यौगिक लीवर

कंपाउंड उत्तोलक एक सरल मशीन है जो इस आधार पर काम करती है कि लीवर की प्रणाली में एक लीवर का प्रतिरोध अगले के लिए प्रयास के रूप में कार्य करता है, और इस प्रकार लागू बल एक लीवर से दूसरे में स्थानांतरित हो जाता है। लगभग सभी वजन नापने का पैमाना काम करने के लिए किसी न किसी प्रकार के कंपाउंड लीवर का उपयोग करते हैं। अन्य उदाहरणों में नेल क्लिपर्स और पियानो कीज़ शामिल हैं।

यांत्रिक लाभ
एक लीवर आर्म एक लागू बल का उपयोग करके और तीव्र करके भार उठाने के लिए आधार का उपयोग करता है। व्यवहार में, परिस्थितियाँ वांछित परिणाम प्राप्त करने के लिए एकल लीवर के उपयोग को रोक सकती हैं, उदाहरण के लिए, एक प्रतिबंधित स्थान, परिणामी बल के वितरण के बिंदु का असुविधाजनक स्थान, या लीवर आर्म की निषेधात्मक लंबाई की आवश्यकता है। इन स्थितियों में सरल लीवरों के संयोजन, जिन्हें यौगिक लीवर कहा जाता है, का उपयोग किया जाता है। यौगिक लीवरों का निर्माण पहले, दूसरे और/या तीसरे क्रम के लीवरों से किया जा सकता है। सभी प्रकार के मिश्रित उत्तोलक में, नियम यह है कि बल भुजा से गुणा किया गया बल भार भुजा से गुणा किए गए भार के बराबर होता है। एक लीवर से आउटपुट सिस्टम में अगले लीवर के लिए इनपुट बन जाता है, और इसलिए लाभ बढ़ जाता है।

बाईं ओर का आंकड़ा यांत्रिक लाभ की गणना करने के तरीके की एक छोटी व्युत्पत्ति के साथ दो प्रथम श्रेणी के लीवरों से बने एक यौगिक लीवर को दिखाता है। दिखाए गए आयामों के साथ, यांत्रिक लाभ, W/F की गणना इस प्रकार की जा सकती है $10⁄3$ × $9⁄4$ = 7.5, का अर्थ है कि 1 पाउंड (या 1 किग्रा) का लगाया गया बल 7.5 पौंड (या 7.5 किग्रा) वजन उठा सकता है।

वैकल्पिक रूप से, अगर लीवर AA' पर फुलक्रम की स्थिति को स्थानांतरित किया गया ताकि A1 = 4 units और A2 = 9 units, तो यांत्रिक लाभ W/F की गणना इस प्रकार की जाती है $4⁄9$ × $9⁄4$ = 1, का अर्थ है कि लगाया गया बल समान भार उठाएगा और कोई यांत्रिक लाभ नहीं होगा। यह आमतौर पर एक यौगिक लीवर प्रणाली का लक्ष्य नहीं है, हालांकि दुर्लभ स्थितियों में ज्यामिति एक विशिष्ट उद्देश्य के अनुरूप हो सकती है।

यांत्रिक लाभ की गणना में उपयोग की जाने वाली दूरियों को बल के लंबवत मापा जाता है। दाईं ओर एक नाखून काटनेवाला के उदाहरण में (कक्षा 2 और वर्ग 3 लीवर से बना एक मिश्रित लीवर), क्योंकि प्रयास लंबवत रूप से लगाया जाता है (जो कि लीवर के लंबवत नहीं है), संबंधित फुलक्रम्स की दूरी मापी जाती है क्षैतिज रूप से, लीवर के बजाय। इस उदाहरण में, W/F है $7 + 1⁄1$ × $6⁄6 + 2$ = 6. ध्यान दें कि (7 + 1) सेमी = 8 सेमी प्रयास के अनुप्रयोग के बिंदु से पहले लीवर के आधार तक की दूरी है, जो लागू प्रयास के लंबवत है।

उदाहरण
कंपाउंड लीवर के कुछ उदाहरण स्केल, रेलवे ब्रेक और एक सामान्य प्रकार के नेल क्लिपर्स हैं। एक अन्य उदाहरण कोहनी-संयुक्त प्रेस है, जिसका उपयोग छपाई, मोल्डिंग या गोलियों को संभालने, सिक्कों और पदकों को ढालने और छेद करने में किया जाता है। मिश्रित तराजू का उपयोग भारी वस्तुओं को तौलने के लिए किया जाता है। ये सभी एक विशिष्ट उद्देश्य को पूरा करने के लिए बल बढ़ाने के लिए कई लीवरों का उपयोग करते हैं। ट्रेन ब्रेक छड़ी को लीवर में वापस धकेलने के बल का अनुवाद करता है और वे पहियों के खिलाफ रगड़ते हैं, जिससे घर्षण धीमा हो जाता है और अंत में ट्रेन रुक जाती है। ये इस तंत्र के रोजमर्रा के अनुप्रयोग हैं।

एक पियानो कुंजी प्रथम श्रेणी का एक यौगिक लीवर है, क्योंकि फुलक्रम वजन और शक्ति के बीच है। इस लीवर का उद्देश्य एक छोटे आंदोलन (कुंजी का दबाव) को स्ट्रिंग्स पर हथौड़े की एक बड़ी और तेज गति में अनुवाद करना है। परिणामी टोन की गुणवत्ता इस बात पर निर्भर करती है कि अंतिम गति कुंजी के क्रमिक या अचानक गति से लाई गई है या नहीं।

कान में की हड्डी, निहाई और स्टेपीज़ मध्य कान में छोटी हड्डियाँ (अस्थियाँ) होती हैं, जो यौगिक लीवर के रूप में जुड़ी होती हैं, जो ध्वनि तरंगों को कान का परदा से कॉक्लिया के अंडाकार खिड़की तक स्थानांतरित करती हैं।

इतिहास
लीवर के बारे में सबसे पुराने शेष लेख तीसरी शताब्दी ईसा पूर्व के हैं और आर्किमिडीज द्वारा प्रदान किए गए थे। मुझे खड़े होने के लिए एक जगह दें, और मैं एक लीवर के साथ पृथ्वी को स्थानांतरित कर दूंगा, आर्किमिडीज के लिए जिम्मेदार एक टिप्पणी है, जिन्होंने औपचारिक रूप से लीवर के सही गणितीय सिद्धांत को बताया (अलेक्जेंड्रिया के पप्पस द्वारा उद्धृत)। कंपाउंड लीवर के शुरुआती उदाहरणों में से एक हान राजवंश (202 ईसा पूर्व - 220 एडी) क्रॉसबो ट्रिगर मैकेनिज्म से है जिसमें ट्रिपल कंपाउंड लीवर शामिल है। ऐसा तंत्र क्रॉसबो स्टॉक के भीतर ही रखा गया था। यौगिक लीवर के विचार का श्रेय 1743 में बर्मिंघम के आविष्कारक जॉन व्याट (आविष्कारक) को दिया जाता है, जब उन्होंने एक वेइंग स्केल डिजाइन किया, जिसमें चार कंपाउंड लीवर का इस्तेमाल किया गया था, जो वेइंग प्लेटफॉर्म से लोड को सेंट्रल लीवर में ट्रांसफर करता था, जिससे वजन को मापा जा सकता था।