اهرم یکی از سادهترین ابزارهایی است که انسان برای راحتتر انجام دادن کارها از آن استفاده میکند. وقتی میخواهیم جسمی سنگین را بلند کنیم یا حرکت دهیم، همیشه به نیروی زیادی نیاز داریم، اما اهرم کمک میکند این کار با نیروی کمتر انجام شود.
اهرم از یک میله یا جسم سخت تشکیل میشود که روی یک نقطه به نام تکیهگاه قرار دارد. با وارد کردن نیرو در یک سمت، سمت دیگر حرکت میکند و بار جابهجا میشود. این موضوع باعث میشود انجام کارهایی مانند باز کردن در بطری، بریدن کاغذ یا بلند کردن سنگ آسانتر شود. در نتیجه اهرمها نقش مهمی در زندگی روزمره دارند و بدون آنها بسیاری از کارهای ساده هم دشوار میشد.
یاد گرفتن اینکه اهرم چگونه کار میکند، به ما کمک میکند بفهمیم چرا ابزارهای مختلف این اندازه کاربردی هستند و چگونه از نیروی خود بهتر استفاده کنیم. پس در این مطلب از مجموعه مدارس سلام به مبحث اهرم چیست کلاس سوم ابتدایی میپردازیم و حتی توضیحات و مثالهایی کاربردی ارائه خواهیم کرد تا با کمک آنها، دانشآموزان پایههای بالاتر هم این مبحث را کامل یاد بگیرند.
تعریف اهرم چیست؟
اهرم یکی از سادهترین ماشینها در علوم است که برای جابهجایی یا بلند کردن اجسام به کار میرود. اهرم به طور معمول از یک میله محکم تشکیل میشود که میتواند حول یک نقطه ثابت حرکت کند. این ویژگی باعث میشود بتوان با نیروی کمتر، اجسام سنگینتری را حرکت داد.
در واقع، اهرم کمک میکند نیرویی که وارد میکنیم به شکل مؤثرتری منتقل شود. زمانی که نیرو در جای مناسبی از میله اعمال میشود، نتیجه آن در سمت دیگر دیده میشود. به همین دلیل، اهرم نقش مهمی در سادهتر شدن کارهای روزمره دارد.
همانطور که در مبحث اهرم چیست در علوم ابتدایی آمده است، جالب است بدانید اهرمها فقط در ابزارها دیده نمیشوند و در بدن انسان هم وجود دارند. حرکت دست، پا و گردن نمونههایی از عملکرد اهرم در بدن هستند که بدون آنها انجام بسیاری از کارها ممکن نبود.
سه قسمت اصلی اهرم
هر اهرم از چند بخش مشخص تشکیل شده که کنار هم باعث عملکرد درست آن میشوند. شناخت این بخشها کمک میکند نحوه کار اهرم را بهتر درک کنیم. اجزای اصلی و سه قسمت اهرم شامل سه قسمت زیر است:
۱. تکیهگاه
تکیهگاه نقطهای ثابت است که میله اهرم حول آن میچرخد. این نقطه حرکت نمیکند و نقش محور اصلی را دارد. محل قرارگیری تکیهگاه تأثیر زیادی بر میزان نیروی مورد نیاز دارد. هرچه تکیهگاه به جسم نزدیکتر باشد، بلند کردن آن آسانتر میشود.
۲. نیروی محرک
نیروی محرک همان نیرویی است که ما به اهرم وارد میکنیم. این نیرو معمولاً با دست یا پا اعمال میشود و باعث حرکت میله میگردد. مقدار و محل وارد شدن این نیرو مشخص میکند اهرم تا چه اندازه کار را آسان میکند.
۳. نیروی مقاوم
نیروی مقاوم به جسمی گفته میشود که قرار است جابهجا یا بلند شود. این جسم معمولاً وزن بیشتری دارد و هدف اصلی استفاده از اهرم محسوب میشود. فاصله جسم از تکیهگاه نقش مهمی در میزان نیروی لازم برای حرکت آن دارد.
مثال از اهرم
اهرمها در زندگی روزمره بسیار دیده میشوند و بسیاری از ابزارهای ساده بر اساس همین اصل ساخته شدهاند. چند نمونه رایج از اهرمها که از آنها استفاده کردهاید و میشناسید، به این ترتیب هستند:
- الاکلنگ
الاکلنگ نمونهای ساده از اهرم است که تکیهگاه در وسط قرار دارد. با پایین رفتن یک سمت، سمت دیگر بالا میرود و این حرکت به بهترین شکل مفهوم اهرم را نشان میدهد. - قیچی
قیچی یک اهرم است که در آن محل اتصال دو تیغه نقش تکیهگاه را دارد. با وارد کردن نیرو به دستهها، تیغهها حرکت کرده و جسم بریده میشود. - فرغون
- فرغون به کمک اهرم، جابهجایی بارهای سنگین را آسان میکند. چرخ وظیفه تکیهگاه را داشته و با وارد کردن نیرو به دستهها، بار به راحتی حرکت میکند.
- چکش هنگام بیرون کشیدن میخ
زمانی که از چکش برای بیرون آوردن میخ استفاده میشود، چکش مانند یک اهرم عمل میکند و باعث میشود با نیروی کمتر، میخ از چوب خارج شود.
پیشنهاد مطالعه: معرفی انواع آینهها
اولین نفری باشید که از اخبار و اطلاعیههای مرتبط با پایه تحصیلیتان باخبر میشود!
نحوه عملکرد اهرم
عملکرد اهرم بر پایه تعادل و انتقال نیرو است. وقتی نیروی محرک به یک سمت میله وارد میشود، میله حول تکیهگاه میچرخد و نیرو به سمت دیگر منتقل میشود. این انتقال باعث میشود جسمی که در سمت دیگر قرار دارد، حرکت کند یا بلند شود. برای مثال، با یک میله یا چوب محکم میتوان سنگی در نقطه دیگر را بلند کرد.
نکته مهم در عملکرد اهرم این است که محل قرارگیری تکیهگاه، نیرو و جسم میتواند مقدار نیروی مورد نیاز را کم یا زیاد کند. به همین دلیل، اهرمها به دستههای مختلفی تقسیم میشوند و هر کدام کاربردی متفاوت اما با اهداف مشابهی را دارند. این موضوع باعث شده اهرمها در ابزارهای گوناگون و حتی بدن انسان استفاده شوند.
انواع اهرم ها
اهرمها با اینکه ساختار سادهای دارند، به شکلهای مختلفی استفاده میشوند. تفاوت اصلی اهرمها به محل قرار گرفتن سه بخش مهم آنها یعنی تکیهگاه، نیروی محرک و جسم بستگی دارد. بر همین اساس، اهرمها به سه نوع تقسیم میشوند. هر نوع اهرم کار خاصی انجام میدهد و در زندگی روزمره مثالهای زیادی دارد.
اهرم نوع اول
در اهرم نوع اول، تکیهگاه بین نیروی محرک و جسم قرار میگیرد. یعنی یک سمت میله نیرو وارد میشود و سمت دیگر جسم حرکت میکند و نقطه تکیهگاه درست در وسط آنهاست.
الاکلنگ نمونه بسیار سادهای از اهرم نوع اول است. وقتی یک کودک یک طرف الاکلنگ پایین میرود، طرف دیگر بالا میآید. اگر تکیهگاه دقیقاً وسط باشد، برای بالا بردن جسم به نیروی برابر نیاز داریم.
اگر تکیهگاه به جسم نزدیکتر شود، بلند کردن آن راحتتر میشود. به همین دلیل، اهرم نوع اول برای بلند کردن اجسام سنگین بسیار کاربردی است. قیچی، انبردست، چکش هنگام بیرون آوردن میخ و ترازوی دوکفهای هم نمونههایی از این نوع اهرم هستند. در بدن انسان هم حرکت سر و گردن نمونهای از اهرم نوع اول به شمار میآید.
اهرم نوع دوم
در اهرم نوع دوم، جسم بین تکیهگاه و نیروی محرک قرار دارد. یعنی تکیهگاه در یک سمت، نیرو در سمت دیگر و جسم در وسط آنهاست.
فرغون بهترین مثال برای اهرم نوع دوم است. چرخ فرغون نقش تکیهگاه را دارد، بار داخل فرغون جسم محسوب میشود و نیرویی که با دست وارد میکنیم، نیروی محرک است.
این نوع اهرم برای این هدف است که بتوان اجسام سنگین را با نیروی کمتر جابهجا کرد. به همین دلیل، اهرم نوع دوم قدرت را افزایش میدهد و در کارهای سنگین بسیار مفید است. دربازکن بطری، فندقشکن و حتی ایستادن روی پنجه پا در بدن انسان نمونههایی از این نوع اهرم هستند.
اهرم نوع سوم
در اهرم نوع سوم، نیروی محرک بین تکیهگاه و جسم قرار میگیرد. یعنی نیرو در وسط میله وارد میشود و جسم در یک سمت قرار دارد.
این نوع اهرم معمولاً برای افزایش قدرت استفاده نمیشود و به عبارتی باعث افزایش سرعت و دقت حرکت میشود. بیل باغبانی، موچین و جاروی دستی مثالهایی از اهرم نوع سوم هستند.
در بدن انسان، حرکت دست هنگام بلند کردن اشیا با کمک ماهیچه بازو نمونه واضحی از اهرم نوع سوم است. در این حالت، آرنج نقش تکیهگاه را دارد، نیروی ماهیچه نیروی محرک است و جسم در دست قرار میگیرد. در نتیجه، اهرم نوع سوم کمک میکند حرکات دقیقتر و سریعتری انجام دهیم، حتی اگر به نیروی بیشتری نیاز داشته باشیم.
| نوع اهرم | محل تکیهگاه | محل جسم | محل نیروی محرک | مثال |
| اهرم نوع اول | بین نیرو و جسم | یک سمت | سمت دیگر | الاکلنگ، قیچی |
| اهرم نوع دوم | یک سر میله | وسط | سر دیگر | فرغون، دربازکن |
| اهرم نوع سوم | یک سر میله | سر دیگر | وسط | موچین، بیل |
کاربرد اهرم چیست؟
اهرمها کاربردهای بسیار زیادی در زندگی روزمره دارند و باعث میشوند انجام بسیاری از کارها سادهتر، سریعتر و ایمنتر شود. مهمترین کاربردهای اهرم در موارد زیر خلاصه میشوند:
- بلند کردن اجسام سنگین
با کمک اهرم میتوان بارهای سنگین را با نیروی کمتر بلند کرد، مانند استفاده از فرغون برای حمل بار. - جابهجایی و انتقال وسایل
اهرمها کمک میکنند اجسام از یک نقطه به نقطه دیگر منتقل شوند، بدون اینکه فشار زیادی به بدن وارد شود. - باز کردن یا جدا کردن اجسام
ابزارهایی مانند چکش و دربازکن با استفاده از اهرم، میخ یا در بطری را جدا میکنند. - بریدن و جدا کردن مواد
قیچی و انبردست نمونههایی از اهرم هستند که برای بریدن کاغذ، سیم یا پلاستیک استفاده میشوند. - افزایش دقت و کنترل حرکت
برخی اهرمها مانند موچین یا بیل باعث میشوند حرکت دقیقتر انجام شود. - کمک به حرکت بدن انسان
بسیاری از حرکات دست، پا و گردن به کمک اهرمهای طبیعی بدن انجام میشود.
پیشنهاد مطالعه: عدسی چیست ؟
اهرم ها چه تاثیری در زندگی ما دارند؟
اهرمها باعث شدهاند انسان بتواند کارهایی را انجام دهد که بدون آنها بسیار سخت یا غیرممکن بود. این ابزار ساده کمک میکند نیرو به شکل بهتری استفاده شود و فشار کمتری به بدن وارد شود. به همین دلیل، اهرمها نقش مهمی در راحتتر شدن زندگی روزمره دارند و حتی با کمک به انجام برخی امور دشوار، از آسیب دیدن بدن در این امور جلوگیری میکند.
از وسایل ساده خانه تا ابزارهای بزرگ مهندسی و مکانیکی، همگی بر پایه اصل اهرم ساخته شدهاند. حتی در زمینهای بازی، کارگاهها و بدن انسان، اهرمها حضور دارند. یادگیری مفهوم اهرم کلاس سوم ابتدایی، اولین قدم برای آشنایی با علوم مهندسی و فیزیک است و به دانشآموزان کمک میکند ارتباط بین علم و زندگی واقعی را بهتر درک کنند.
تمرین ساخت اهرم در خانه
دانشآموزان میتوانند با وسایل ساده، یک اهرم را در خانه بسازند و نحوه کار آن را به شکل عملی مشاهده کنند.
وسایل مورد نیاز:
- یک خطکش یا چوب صاف
- یک مداد یا وسیله ثابت کوچک
- یک سکه یا اسباببازی کوچک
- مداد را روی یک سطح صاف قرار دهید تا نقش تکیهگاه را داشته باشد.
- خطکش را روی مداد بگذارید، به طوری که بتواند آزادانه حرکت کند.
- سکه یا اسباببازی را روی یک سر خطکش قرار دهید.
- با دست، سر دیگر خطکش را به سمت پایین فشار دهید.
- مشاهده کنید که جسم روی خطکش بالا میرود.
- حالا مداد را به جسم نزدیکتر یا دورتر کنید و دوباره امتحان کنید.
- تغییر مقدار نیروی لازم را مقایسه کنید و نتیجه را یادداشت کنید.
جمعبندی
اهرم یکی از مهمترین ماشینهای ساده در علوم است که به انسان کمک میکند کارها را با نیروی کمتر و دقت بیشتر انجام دهد. اهرم از سه بخش اصلی تشکیل شده و بسته به محل قرارگیری این بخشها، انواع مختلفی دارد.
اهرمها در ابزارهای روزمره، بدن انسان و وسایل مهندسی کاربرد گستردهای دارند و نقش مهمی در پیشرفت زندگی بشر ایفا میکنند. با شناخت اهرم و آزمایشهای ساده، دانشآموزان میتوانند مفاهیم علمی را بهتر درک کنند و ارتباط علم با دنیای اطراف خود را بشناسند.
سؤالات متداول
- سه قسمت اهرم را نام ببرید کلاس سوم.
اهرم سه قسمت اصلی دارد که شامل تکیهگاه، محل وارد شدن نیرو و محل قرار گرفتن جسم است و هر کدام نقش مشخصی در حرکت اهرم دارند. - اهرم را تعریف کنید و سه قسمت اصلی آن را نام ببرید.
اهرم میلهای محکم است که حول یک نقطه ثابت حرکت میکند و برای جابهجایی اجسام به کار میرود. سه قسمت اصلی آن تکیهگاه، نیروی محرک و نیروی مقاوم هستند. - اهرم چیست کلاس پنجم؟
اهرم نوعی ماشین ساده است که کمک میکند اجسام سنگین با نیروی کمتر حرکت داده شوند و با تغییر محل تکیهگاه، مقدار نیرو تغییر میکند. - اهرم برای چیست؟
اهرم برای بلند کردن، جابهجا کردن، بریدن یا جدا کردن اجسام استفاده میشود و انجام کارها را آسانتر میکند. - قیچی چه نوع اهرمی است؟
قیچی اهرم نوع اول است چون تکیهگاه آن بین نیروی دست و جسمی که بریده میشود قرار دارد. - ناخن گیر چه نوع اهرمی است؟
ناخن گیر اهرم نوع دوم است چون جسم بین تکیهگاه و نیرویی که با دست وارد میشود قرار میگیرد.
