লিভার এর সংজ্ঞা ও শ্রেণীবিভাগ
Contents
লিভার এর সংজ্ঞা ও শ্রেণীবিভাগ
একটি শক্ত সােজা বা বাঁকানাে দণ্ড একটি স্থির বিন্দুকে কেন্দ্র করে ওই বিন্দুর চারদিকে অবাধে ঘুরতে পারলে ওই দণ্ডটিকে লিভার বলে । এই স্থির বিন্দুটিকে আলম্ব বলে । আলম্বের একই পাশে বা উভয় পাশে দুটি বিন্দুর একটিতে বল এবং অন্যটিতে ভার প্রয়ােগ করা হয় । আলম্ব থেকে প্রযুক্ত বলের প্রয়ােগবিন্দুর দূরত্বকে বলবাহু এবং আলম্ব থেকে ভারের প্রয়ােগবিন্দুর দূরত্বকে রােধবাহু বলে ।
লিভারের শ্রেণীবিভাগ
আলম্ব , প্রযুক্ত বলের প্রয়ােগবিন্দু এবং ভারের প্রয়ােগবিন্দু — এই তিনটি বিন্দুর পারস্পরিক অবস্থানের ওপর নির্ভর করে । লিভারকে তিন শ্রেণীতে ভাগ করা হয় —
- প্রথম শ্রেণীর লিভার ,
- দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভার এবং
- তৃতীয় শ্রেণীর লিভার ।
প্রথম শ্রেণীর লিভার
যে লিভারে আলম্বের একদিকে ভার এবং অন্যদিকে প্রযুক্ত বল ক্রিয়া করে , তাকে প্রথম শ্রেণীর লিভার বলে ।
প্রথম শ্রেণীর লিভারের কার্যনীতি :
AB একটি প্রথম শ্রেণীর লিভার । C লিভারের আলম্ব । লিভারের A বিন্দুতে P বল প্রয়ােগ করা হয় এবং B বিন্দুতে ভার W ক্রিয়া করছে । এই লিভারের বলবাহু AC , রােধবাহু BC অপেক্ষা বড়াে হয় । প্রযুক্ত বল এবং ভার একই অভিমুখে ক্রিয়া করে । বলবিদ্যার সূত্রানুযায়ী সাম্যাবস্থায় ,
প্রযুক্ত বল x বলবাহু = ভার x রােধবাহু
বা , P x AC = W x BC
বা , P ÷ W = BC ÷ AC
বা , W ÷ P = AC ÷ BC
∴ যান্ত্রিক সুবিধা = W ÷ P = AC ÷ BC = বলবাহু ÷ রােধবাহু
প্রথম শ্রেণীর লিভারের যান্ত্রিক সুবিধা :
প্রথম শ্রেণীর লিভারের যান্ত্রিক সুবিধা 1 – এর বেশি বা 1 – এর সমান বা 1 – এর কম হতে পারে ।
যে সমস্ত প্রথম শ্রেণীর লিভারের বলবাহু রােধবাহু অপেক্ষা বড় ( যেমন , নলকূপের হাতল , সাঁড়াশি ইত্যাদি ) তাদের যান্ত্রিক সুবিধা 1 – এর বেশি । আবার , বলবাহুর দৈর্ঘ্য রােধবাহুর দৈর্ঘ্যের সমান হলে ( যেমন , তুলাযন্ত্রে ) যান্ত্রিক সুবিধা 1 – এর সমান হয় এবং বলবাহুর দৈর্ঘ্য রােধবাহুর দৈর্ঘ্যের চেয়ে ছােটো হলে ( যেমন , ঢেঁকিতে ) যান্ত্রিক সুবিধা 1 – এর কম হয় ।
প্রথম শ্রেণীর লিভারের উদাহরণ :
শাবল , নলকূপের হাতল , সাঁড়াশি , পেরেক তােলার যন্ত্র , সাধারণ তুলাযন্ত্র , ঢেঁকি , কাচি , মাটি তোলার বেলচা , কোদাল , রেললাইন উঁচু করার দণ্ড প্রভৃতি প্রথম শ্রেণীর লিভার । সাঁড়াশি এবং কাঁচিতে দুটি প্রথম শ্রেণীর লিভার একই আলম্বে যুক্ত থেকে একত্রে কাজ করে ।
দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভার
যে লিভারে দণ্ডের এক প্রান্তে আলম্ব থাকে এবং অপর প্রান্তে বল প্রয়ােগ করা হয় এবং ভার দু – প্রান্তের মাঝের যে – কোনাে বিন্দুতে ক্রিয়া করে , তাকে দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভার বলে ।
দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভারের কার্যনীতি :
AC একটি দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভার । লিভারের আলম্ব হল C । অপর প্রান্ত A – তে বল প্রয়ােগ করা হয় । এদের মধ্যবর্তী যে – কোনাে বিন্দু B – তে ভার ক্রিয়া করে। এই লিভারের বলবাহু AC রােধবাহু BC অপেক্ষা বড়ো । এখানে প্রযুক্ত বল এবং ভার পরস্পর বিপরীত অভিমুখে ক্রিয়া করে ।
বলবিদ্যার সূত্রানুযায়ী সাম্যাবস্থায় ,
প্রযুক্ত বল x বলবাহু = ভার x রােধবাহু
বা , P x AC = W x BC
বা , P ÷ W = BC ÷ AC
বা , W ÷ P = AC ÷ BC
∴ যান্ত্রিক সুবিধা = W ÷ P = AC ÷ BC = বলবাহু ÷ রােধবাহু ।
দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভারের যান্ত্রিক সুবিধা :
দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভারে যেহেতু বলবাহু সবসময়েই রােধবাহু অপেক্ষা বড়াে হয় , তাই দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভারে যান্ত্রিক সুবিধা সবসময় 1 – এর বেশি হয় । অর্থাৎ , সবসময় কম বল প্রয়ােগ করে বেশি ভার তােলা যায় । এই শ্রেণীর লিভারে ভারের প্রয়ােগবিন্দু যত আলম্বের কাছে হবে যান্ত্রিক সুবিধা তত বেশি হবে ।
দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভারের উদাহরণ :
এক চাকার হাতগাড়ি , ছিপি খােলার চাবি , নৌকার দাঁড় , জাঁতি প্রভৃতি দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভার । জাঁতিতে দুটি দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভার একই আলম্বে যুক্ত থেকে একত্রে কাজ করে ।
তৃতীয় শ্রেণীর লিভার
যে লিভারে দণ্ডের এক প্রান্তে আলম্ব থাকে এবং অপর প্রান্তে ভার ক্রিয়া করে এবং দু – প্রান্তের মাঝে যে – কোনাে বিন্দুতে বল প্রয়ােগ করা হয় , তাকে তৃতীয় শ্রেণীর লিভার বলে ।
তৃতীয় শ্রেণীর লিভারের কার্যনীতি :
BC একটি তৃতীয় শ্রেণীর লিভার । C লিভারের আলম্ব । অপর প্রান্ত B – তে ভার W ক্রিয়া করে । এদের মধ্যবর্তী যে – কোনাে বিন্দু A – তে P বল প্রয়ােগ করা হয় । এখানে প্রযুক্ত বল এবং ভার পরস্পর বিপরীতমুখে ক্রিয়া করে । এই লিভারের বলবাহু AC এবং রােধবাহু BC । বলবাহু রােধবাহুর চেয়ে সবসময় ছােটো হয় ।
বলবিদ্যার সূত্রানুযায়ী সাম্যাবস্থায় ,
প্রযুক্ত বল x বলবাহু = ভার × রােধবাহু
বা , P x AC = W × BC
বা , P ÷ W = BC ÷ AC
বা , W ÷ P = AC ÷ BC
∴ যান্ত্রিক সুবিধা = W ÷ P = AC ÷ BC = বলবাহু ÷ রােধবাহু
তৃতীয় শ্রেণীর লিভারের যান্ত্রিক সুবিধা :
যেহেতু তৃতীয় শ্রেণীর লিভারে বলবাহু অপেক্ষা রােধবাহু বড়াে হয় , তাই এই শ্রেণীর লিভারে যান্ত্রিক সুবিধা সর্বদা 1 – এর কম হয় । অর্থাৎ , তৃতীয় শ্রেণীর লিভারে বেশি বল প্রয়ােগ করা সত্ত্বেও তুলনামূলকভাবে কম ভার তােলা যায় ।
তৃতীয় শ্রেণীর লিভারের উদাহরণ :
মাছ ধরার ছিপ , মানুষের বাহু , মাল তােলার ক্রেন , পাউরুটি কাটার ছুরি , মুখের চোয়াল , চিমটা প্রভৃতি তৃতীয় শ্রেণীর লিভারের উদাহরণ । চিমটাতে তৃতীয় শ্রেণীর দুটি লিভার একই আলম্বে যুক্ত থেকে কাজ করে ।
যান্ত্রিক সুবিধা কম হওয়া সত্ত্বেও তৃতীয় শ্রেণীর লিভার ব্যবহার করার কারণ
- কোনাে কোনাে ক্ষেত্রে ভারী বস্তুকে তােলার জন্য সরাসরি বল প্রয়ােগ করা যায় না ।
- কিছু ক্ষেত্রে প্রথম ও দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভার ব্যবহারের সুযােগ থাকে না ।
- ভার অতিক্রম করার সময় অনেক ক্ষেত্রে ভারের সরণ প্রযুক্ত বলের প্রয়ােগবিন্দুর সরণ অপেক্ষা বেশি করার প্রয়ােজন হয় । প্রথম ও দ্বিতীয় শ্রেণীর লিভারের তুলনায় তৃতীয় শ্রেণীর লিভারে এই সরণ বেশি হয় ।
উল্লিখিত কারণগুলির জন্য যান্ত্রিক সুবিধা কম হওয়া সত্ত্বেও তৃতীয় শ্রেণীর লিভার ব্যবহার করা হয়ে থাকে । যেমন — ক্রেনের সাহায্যে মাল তোলা বা এক জায়গা থেকে অন্য জায়গায় কোনাে জিনিসকে সরানাে হয় তৃতীয় শ্রেণীর লিভারের সাহায্যে ।
মানুষের হাত একটি লিভার
মানুষের বাহুর কনুই – এর সামনের অংশ একটি তৃতীয় শ্রেণীর লিভার । এখানে বাহুর হাড় হল লিভার দণ্ড এবং কনুই আলম্বের ( C ) কাজ করে । মাংসপেশির সাহায্যে বাহুর মাঝামাঝি জায়গায় P বল প্রয়ােগ করে হাতের তালুতে রাখা ভার W তােলা হয় । এখানে বলবাহু রােধবাহু অপেক্ষা ছােটো বলে যান্ত্রিক সুবিধা 1 – এর কম । অর্থাৎ হাতের পেশি দিয়ে বেশি বল প্রয়ােগ করে অপেক্ষাকৃত কম ভার তােলা যায় । তাই মানুষের হাত তৃতীয় শ্রেণীর লিভার ।
সাধারণ তুলাকে লিভার বলার কারণ
সাধারণ তুলা একটি লিভার , কারণ , লিভার গঠনে যে যে অংশের দরকার হয় সাধারণ তুলায় সেই সেই অংশ বর্তমান আছে । এখানে আলম্ব ঠিক মাঝখানে থাকে । তুলাদণ্ডের এক প্রান্তের তুলাপাত্রে বাটখারা রেখে বল প্রয়ােগ করা হয় এবং অপর প্রান্তের তুলাপাত্রে বস্তু রেখে তাকে তােলা হয় । এখানে বলবাহু এবং রােধবাহুর দৈর্ঘ্য সমান । সেজন্য এর যান্ত্রিক সুবিধা 1 – এর সমান হয় ।