माणसाची काम सोपे करण्याची इच्छा त्याला कधीच स्वस्थ बसू देत नसते. त्याच्या या प्रयत्नातून आणि अभ्यासातून तयार झालेली प्राथमिक यंत्रे आजच्या औद्योगिक विकासाचा पाया बनली आहेत. मूळ सहा सुलभ यंत्रे आहेत. तरफ (lever),चक्र आणि आस (Wheel and axle), तिरके प्रतल (Inclined Plane), पाचर (Wedge), मळसूत्र (Screw) आणि पुली. यापकी तरफ आणि ‘चाक व आसा’ची माहिती आपण आधीच्या अंकात घेतली. आज बाकीच्या यंत्रांची माहिती घेऊया . तिरके प्रतल (Inclined Plane)- तिरके प्रतल म्हणजे एका प्रतलाशी कोन करून असलेले प्रतल. या यंत्राचा उपयोग कमी बल वापरून अधिक कार्य करण्यासाठी होतो. सामान्यत: अवजड वस्तू आहे त्या प्रतलापासून उंचावर असलेल्या प्रतलावर ठेवण्यासाठी, अथवा उंचावर असलेली अवजड वस्तू खाली आणण्यासाठी या तंत्राचा सर्रास वापर करतात. चित्र क्र. १ मध्ये दिसणारे दृश्य आपण नेहमीच पाहतो. वस्तू उचलून वर ठेवण्याकरता लागणाऱ्या श्रमापेक्षा उतारावरून ढकलत वर नेण्याचे श्रम नेहमीच कमी असतात. हे का होते हे समजण्याकरता चित्र क्र. २ मधील आकृतीमधील भूमिती समजणे गरजेचे आहे. जेव्हा हलवण्याची वस्तू सरळ उचलावयाची असते तेव्हा त्या वस्तूच्या वजनाइतके [वजन (ह)=वस्तुमान (ट)* गुरुत्वाकर्षण (ॠ)] बल लावले तरच ती वस्तू उचलता येईल. पण जेव्हा ती वस्तू उतार असलेल्या प्रतलावरून ढकलावयाची असेल तेव्हा फक्त ह*२्रल्ल क्ष इतकेच बल ढकलण्याच्या दिशेने आवश्यक ठरेल. चित्र क्र. २ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे २० किलो वजनाची वस्तू ४ मीटर सरळ उचलण्यास २० ठ बल लागेल, पण हीच वस्तू जर ३०० कोनात ठेवलेल्या फळीवरून वर ढकलली तर २० *२्रल्ल३० =२००*.५ =१०ठ बल लागेल. तिरके प्रतल यंत्राचा यांत्रिकी फायदा (Mechanical Advantage) म्हणजे होणाऱ्या त्रिकोणाचा कर्ण भागीले उंची (छ/ऌ). म्हणजेच ८/४ = २. अनेक ठिकाणी हे यंत्र वापरून माणसाचे श्रम कमी केले जातात. उंचावर चढताना वापरत असलेला जिना/उतार हे आपण रोज अनुभवत असलेले उदाहरण, तर कारखान्यामध्ये वापरत असलेले सरकते पट्टे (Conveyor) हे त्याचे औद्योगिक रूप. पाचर (Wedge) - पाचर म्हणजे दोन तिरके प्रतल वापरून काम करणारे यंत्र. चित्र क्र. ३ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे ज्या दिशेने बल दिले जाते त्यापेक्षा निराळ्या दिशेला ते कार्यरत होते. चित्रात दिसते आहे त्याप्रमाणे ठोकळ्याच्या ९०० दिशेने येणारे बल, पाचरीच्या अक्षाला ९०० करून कार्यरत होताना दिसते. लाकूड कापताना कुऱ्हाड, लाकडाला काटकोन करून आघात करते, पण लाकूड त्याच्या अक्षाच्या दिशेने दुभंगते. कारण कुऱ्हाडीच्या पात्याची प्रतले, येणारे बल लाकडाच्या अक्षाच्या दिशेने वळवतात. याचे दुसरे उदाहरण म्हणजे दार बंद न होण्याकरता लावलेली पाचर. दार लागताना येणारे बल पाचरीवर येते आणि पाचर घर्षणातून तयार होणारे बल वापरून त्याचा विरोध करते. पाचरीचा दोन प्रतलातील कोन जितका कमी तितकी ती अधिक कार्यक्षम बनते. कुऱ्हाडीचे पाते, सुरी याला धार लावणे म्हणजेच त्यांच्या दोन प्रतलातील कोन कमीतकमी करणे. चित्र क्र ४ मध्ये पाचरीमधील यांत्रिक फायद्याचे सूत्र दाखवले आहे. मळसूत्र Screw)- मळसूत्र म्हणजे खरे तर एका अक्षाभोवती गुंडाळलेले तिरके प्रतल. मळसूत्र फिरवून चक्राकार दिले जाणारे बल अक्षीय दिशेने कार्यरत होते. याचा उपयोग मुख्यत्वेकरून दोन वस्तू एकमेकांना धरून ठेवण्यासाठी वापरतात. या यंत्राचा उपयोग कारखान्यात वस्तू/माल हलवण्यासाठीही करतात. किंवा चित्र क्र. ५ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे पाणी खेचण्यासाठीही करतात. पुली- आतापर्यंत बघितलेल्या सुलभ यंत्रातील तंत्रांचा वापर करून काम करणारे हे सहावे सुलभ यंत्र. यामध्ये चक्र-आस, तरफ, तिरके प्रतल या यंत्रांतील तत्त्वांचा वापर करून वजन उचलण्याकरता किंवा खेचण्याकरता, कमीतकमी बलात जास्तीत जास्त कार्य केले जाते. पुली म्हणजे कडेवर खाच असलेली चक्रे आणि त्यातून सरकणारा दोर यांचा वापर करून मानवी श्रमाची कमाल बचत करणारे यंत्र. यामध्ये अपेक्षित िबदूपासून कार्यरत होणाऱ्या बलाचे अंतर वाढवून आणि दोरातील ताणाचा वापर करून, बलाची गरज कमी केली जाते. चित्र क्र. ६ मध्ये पुली वापरण्याचे विविध प्रकार दाखवले आहेत. पुली १- या प्रकारात एकच चक्र वापरले जाते. जेवढे वजन उचलायचे आहे तेवढे बल लावावे लागते, पण बलाची दिशा बदलण्याचा फायदा मिळू शकतो. पुली २- या प्रकारच्या व्यवस्थेत दोन चक्रे वापरली जातात. खाली लावलेले वजन दोन दोरांमध्ये विभाजित झाल्यामुळे अध्रे वजन वर अडकवलेले स्थिर चक्र घेते, त्यामुळे वजनाच्या अध्र्या बलातच वजन उचलता येते. पुली ३ आणि ४- या दोन्ही प्रकारात आपल्याला दिसते की, उचलावयाचे वजन तेच असले, तरी आवश्यक असणारे बल दोरांवर विभाजित झालेल्या वजनाच्या प्रमाणात कमी झालेले दिसते. पुलीमध्ये तरफेचे तंत्र कसे वापरले आहे ते चित्र क्र. ७ मध्ये दिसते. सी-सॉचा खेळ खेळताना आपल्याला जर आपल्यापेक्षा जास्त वजनाच्या सवंगडय़ाला उचलायचे असेल, तर आपण मध्यिबदूपासून लांब सरकतो आणि आपली आहे तीच शक्ती वापरून (तेवढेच बल वापरून) आपण ते साध्य करतो. पुलीमधेही वजन उचलताना चक्रांची संख्या वाढवून आणि दोराची परिणामकारक (Effective) लांबी वाढवून आवश्यक बल कमी करतो. विहिरीवरील रहाट तसेच शहरातील उंच इमारतीमधील उद्वाहकामध्ये या यंत्राचा वापर झालेला आपण पाहतो. आपल्या आसपासच्या अनेक गोष्टींमध्ये ही यंत्रे वापरलेली दिसतात. अगदी खिळा, चाकू, स्क्रूड्रायव्हर.. इत्यादी साध्या वस्तूंमध्ये या सर्व सुलभ यंत्रांचा आणि त्यातील तंत्रांचा वापर करून माणसाने अधिक प्रगत आणि जटिल यंत्रे बनविली. - दीपक देवधर dpdeodhar@gmail.com
